miércoles, 18 de diciembre de 2013

PROBLEMAS RESUELTOS DE DERIVADAS

PROBLEMAS RESUELTOS DE DERIVADAS

1.- Encontrar la derivada de las siguientes funciones polinomiales.

a).-  
b).-  
c).-  
d).- 

como sabemos el operador de derivada se distribuye sobre cada uno de los términos de las funciones, es decir si  entonces
por lo que para la función planteada en el ejercicio:


Recordando que la derivada de una función potencia  es    y que en la derivada de una constante es cero tendremos


es decir 


Para este caso  
Distribuyendo la derivada tenemos:

y utilizando directamente la fórmula para   la cual es   :
 observamos que al derivar, por ejemplo,   obtenemos    por lo que :



De forma similar a los dos ejercicios anteriores obtenemos:
como sabemos si f(x)=a v(x) donde es constante se obtiene 

por lo tanto:





derivando cada término
Por lo que:



2.- Obtener los siguientes problemas.

a).- 
b).- 
c).- 
d).- 

Para la solución de estos problemas utilizaremos, además de las fórmulas expuestas en el ejercicio anterior la fórmula siguiente:



  

para obtener la solución tenemos dos caminos.

1ero
en este caso si comparamos con la fórmula para derivar la división de dos funciones tendríamos el análogo f(x)=x g(x)=x2+1
derivando cada función obtendríamos:

f´(x)=1
 y
g´(x)=2x

sustituyendo en (A.1) tendríamos:



simplificando:


2ada forma Como

ya que x2+1 nunca es cero, entonces:
podremos utilizar la fórmula:


donde  f(x)=x g(x)=(x2+1)-1
derivando cada función obtendríamos:

f´(x)=1
 y
sustituyendo en A.2 obtenemos:


b).-Solución
  

aplicando la fórmula
tenemos:


del ejercicio anterior ya obtuvimos que:

  entonces:



por lo tanto:


sustituyendo en la ecuación (A.1)


por lo tanto:

  

aplicando la fórmula
tenemos:

 pero ya hemos calculado   del ejercicio a)


y la derivada de x3-x es:

 de lo que:


1.-Encontrar las derivadas de las siguiente funciones:

a).- 
b).-   
c).- 
d).- 
e).- 


a)      Solución

para la solución de estos problemas ocuparemos las siguientes fórmulas


utilizando C.5 y haciendo    tenemos
pero  
por lo que

simplificando


b)      Solución

utilizando C.5 y haciendo    tenemos:

utilizaremos la derivada de un cociente:
en este caso la f(x)= x2 cos x   y g(x)=(2x+1)3 pero la hemos obtenido, del ejercicio anterior el valor de f´(x)
por lo que solo falta calcular la derivada de  g(x)
sustituyendo en  la fórmula (B.2)


factorizando (2x+1)2 tendremos:

pero

por lo tanto:

finalmente al sustituir en b.1 tenemos:



c)      Solución

tomando, en la fórmula C.3, u=x y v=sen x
tenemos:



d)      Solución

aplicando directamente C.1 tenemos


e). solución

aplicando primeramente la derivada par aun producto de funciones obtenemos:



2.- Demuestre la fórmula 


como


 pero de la propiedad:


entonces 
derivando tenemos:

utilizando el hecho de que   y la derivada de un logaritmo natural tenemos:
simplificando, tenemos:


Derivadas trigonométricas
1.-Encontrar las derivadas de las siguiente funciones:

a).- 
b).-   
c).- 
d).- 

a)      Solución


aplicaremos la fórmula para derivar un producto de funciones:

tenemos:

pero:

por lo tanto:



b)      Solución
utilizaremos la derivada de un cociente:
en este caso la f(x)= x2 cos x   y g(x)=(2x+1)3 pero la hemos obtenido, del ejercicio anterior el valor de f´(x)
por lo que solo falta calcular la derivada de  g(x)
sustituyendo en  la fórmula (B.2)


factorizando (2x+1)2 tendremos:

pero

por lo tanto:

c)      Solución


haciendo u=csc 3x tenemos: 

aplicando la regla de la cadena
tenemos


pero v= csc 3x

recordando que

tenemos
sustituyendo en y´(x) tenemos:

d)      Solución


aplicando la fórmula (B.1) tenemos:

simplificando tenemos:



1.-  obtener las siguiente derivadas funciones inversas:

a).- 


b).- 


Aplicando la fórmula para un producto de funciones tenemos


para derivar la función arc cos(2x+1) utilizaremos la fórmula

por lo que

con la restricción   
 Finalmente la solución es:

b)      Solución


pero  
entonces basta con poner la restricción   y aplicar la fórmula


2.- Obtener la derivada de la función F(x) cuando y graficar la solución

a) 
b)  con k1 y k constantes




el gráfico es una línea recta paralela al eje X. El gráfico para k=5 es el siguiente


Utilizando la fórmula  tenemos


su gráfico es el siguiente:


1.- Encontrar la solución de los siguientes ejercicios

a)  


b)  


a)      Solución
Utilizando la fórmula   tenemos:

b)      Solución



2.- Determine la derivadas de las funciones inversas logarítmicas

a)

b) 


a)      Solución

Aplicando directamente la fórmula:


tenemos:








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