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El aprendizaje ocurre cuando alquien quiere aprender, no cuando alguien quiere enseñar. «Roger Schanck»


Si quieres aprender enseña. «Cicerón»


Cuando uno enseña, dos aprenden. «Robert Heinlein»


Si la gente no cree que las matemáticas son sencillas, es sólo porque no se da cuenta de lo complicada que es la vida. «John Von Neumann»

«George Polya» dijo una vez: «Es mejor resolver un problema de 5 formas diferentes que resolver 5 problemas de la misma forma».

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El humor es importante.

Matemáticas, humor y +.

Hay que tomarse siempre las cosas con un poco de humor ... con mucho humor y más humor ¿Quién no ha pasado por estos estado...

sábado, 21 de mayo de 2022

Tabla de derivadas, ejemplos y ejercicios con solución.

Función Derivada
(1) Derivada de una contante por una función. F(x)=cf(x) F(x)=cf(x)
(2) Derivada de una suma o resta de funciones. F(x)=f(x)±g(x) F(x)=f(x)±g(x)
(3) Derivada de un producto de funciones.
F(x)=f(x)g(x) F(x)=f(x)g(x)+f(x)g(x)
(4) Derivada de un cociente de funciones. F(x)=  f(x)  g(x) F(x)=  f(x)g(x)f(x)g(x)[g(x)]2
(5) Regla de la cadena F(x)=f(g(x)) F(x)=f(g(x))g(x)


Linealidad de la derivada:

De las propiedades (1) y (2) podemos deducir que:

Sean c1,c2R[c1f(x)+c2g(x)]=c1f(x)+c2g(x)


Función Derivada Función compuesta Derivada Ejemplo
y=c,cR y=0
y=x y=1
y=x2 y=2x
y=xp,pR y=pxp1 F(x)=[f(x)]p F(x)=p[f(x)]p1f(x) Ej. 1
y=x y=1 2 x   F(x)= f(x)  F(x)=1 2 f(x)  f(x)=

=f(x) 2 f(x)  
Ej. 2
y=ex y=ex F(x)=ef(x) F(x)=ef(x)f(x) Ej. 3
y=ax y=axlna F(x)=af(x)=

=e lnaf(x) =

=e f(x)lna 
F(x)=af(x)lnaf(x) Ej. 4
y=lnx y=1 x  F(x)=lnf(x) F(x)=1 f(x) f(x)=

= f(x) f(x)
Ej. 5
y=logax y=1 x 1 lna  F(x)=logaf(x)

= lnf(x) lna
F(x)=1 f(x) 1 lna f(x)=

=f(x) f(x)lna 
Ej. 6
y=senx y=cosx F(x)=senf(x) F(x)=f(x)cosf(x) Ej. 7
y=cosx y=senx F(x)=cosf(x) F(x)=f(x)senf(x) Ej. 8
y=tgx=

=senx cosx 
y=1+tg2x=

=sec2x 
F(x)=tgf(x) F(x)=f(x)[1+tg2(f(x))]=

=f(x)sec2f(x)
Ej. 9
y=secx=
=1 cosx 
y=tgxsecx F(x)=secf(x) F(x)=f(x)tgf(x)secf(x) Ej. 10
y=cosecx
=1 senx 
y=cotgxcosecx F(x)=cosecf(x) F(x)=f(x)cotgf(x)senf(x) Ej. 11
y=cotgx

= cosx senx
y=(1+cotg2x)=

=cosec2x
F(x)=cotgf(x) F(x)=f(x)[1+cotg2(f(x))]=

=f(x)cosec2f(x)
Ej. 12
y=arcsenx y=1  1x2   F(x)=arcsenf(x) F(x)=f(x)  1[f(x)]2   Ej. 13
y=arccosx y=1  1x2   F(x)=arccosf(x) F(x)=f(x)  1[f(x)]2   Ej. 14
y=arctgx y=1  1+x2   F(x)=arctgf(x) F(x)=f(x)  1+[f(x)]2   Ej. 15
y=arcsecx y=1 x x21   F(x)=arcsecf(x) F(x)=f(x) f(x) [f(x)]21   Ej. 16
y=arccosecx y=1 x x21   F(x)=arccosecf(x) F(x)=f(x) f(x) [f(x)]21   Ej. 17
y=arccotgx y=1  1+x2   F(x)=arccotgf(x) F(x)=f(x)  1+[f(x)]2   Ej. 18
F(x)=g(x)h(x) F(x)=h(x)g(x)h(x)1g(x)+g(x)h(x)h(x)lng(x) Ej. 19
y=shx y=chx F(x)=shf(x) F(x)=f(x)shf(x)
y=chx y=shx F(x)=chf(x) F(x)=f(x)sh(f(x))
y=thx y=1 ch2x  =

=1th2x
F(x)=thf(x) F(x)=f(x)1 ch2f(x)  =

=f(x)(1th2f(x))
y=argshx y=1  x2+1   F(x)=argshf(x) F(x)=f(x)  [f(x)]2+1  
y=argchx y=1  x21   F(x)=argchf(x) F(x)=f(x)  [f(x)]21  
y=argthx y=1  1x2   F(x)=argthf(x) F(x)=f(x)  1[f(x)]2  




Derivada de la potencia de una función




f(x)=ln5(3x)=(ln(3x))5f(x)=5ln4(3x)3=15ln4(3x)




g(x)=tg3(e3x)g(x)=3tg2(e3x)(1+tg2(e3x))3=9tg2(3x)(1+tg2(3x))






Derivada de la función raíz cuadrada



f(x)=  1x 1+x f(x)= (  1x 1+x )  2  1x 1+x  =  (1+x)(1x)(1+x)2  2  1x 1+x  =  1x1+x(1+x)2  2  1x 1+x  = 2 (1+x)2  2  1x 1+x  =

= 1 (1+x)2    1x 1+x  =  1+x  (1+x)2  1x  =  1x2  (1x)(1+x)2 



g(x)= 1senx 1+senxg(x)= (1senx 1+senx) 2 1senx 1+senx = cosx(1+senx)cosx(1senx) (1+senx)2 2 1senx 1+senx =
= cosxcosxsenxcosx+cosxsenx (1+senx)2 2 1senx 1+senx = 2cosx (1+senx)2  2 1senx 1+senx = cosx (1+senx)2   1senx 1+senx = cosx 1+senx  (1+senx)2 1senx  =
= cosx 1sen2x  (1+senx)2(1senx) = cos2x  (1+senx)(1sen2x) = cos2x  (1+senx)cos2x = 1 1+senx 






Derivada de la función exponencial, base e



f(x)=esenx=⇒f(x)=cosxesenx



g(x)=excosxg(x)=(xcosx)excosx=(cosxxsenx)excosx






Derivada de la función exponencial, base ae



f(x)=2x=eln2x=exln2f(x)=ln2exln2=ln22x






Derivada de la función logaritmo neperiano


Para este tipo de derivadas hay que tener en cuenta las propiedades de los logartimos:

f(x)=ln(x+ 1+x2 )f(x)=(x+ 1+x2 ) x+ 1+x2  = 1+2x2( 1+x2  )  x+ 1+x2  = 1+x  1+x2   x+ 1+x2  =  x+ 1+x2    1+x2   x+ 1+x2  =
=  x+ 1+x2    1+x2   x+ 1+x2  =1  1+x2  =  1+x2   1+x2 

g(x)=ln(  a2+x2  x2)=ln( a2+x2 )lnx2= 1 2ln(a2+x2)2lnxf(x)= 1 2 2x  a2+x2  2 x=
= x  a2+x2  2 x= x22a22x2  x(a2+x2) = (x2+2a2)  x(a2+x2) 

h(x)=ln  1x 1+x =ln( 1x 1+x)12=12[ln(1x)ln(1+x)] h(x)=12[11x11+x]=12[1x (1x)(1+x) 1x (1x)(1+x) ]=12[1x1+x (1x)(1+x) ]= =122 (1x)(1+x) =122 (1x)(1+x) =1 1x2 =1 x21 

i(x)=ln(xtgx)2=2ln(xtgx)=2(lnx+lntgx) i(x)=2(1 x +1+tg2x tgx)=2 x +2cotgx+2tgx

j(x)=ln(1 x2  x21 3)=ln(1 x2 )+ln( x21 3)=lnx2+ln(x21)1/3=2lnx+ 1 3ln(x21) j(x)=2 x + 1 32x x21 =6x2+6+2x2 3x(x21) =64x2 3x(x21) 

k(x)=ln(1 (1+x)2 3)=ln(1 (1+x)2 )1/3=ln(1+x)2/3=2 3 ln(1+x) k(x)=2 3  1  1+x =2 3+3x 





Derivada de la función logaritmo en base ae

Hacemos un cambio de base y tenemos que derivar un logaritmo neperiano cuya derivada ya hemos visto: F(x)=logaf(x)=lnf(x)lnaF(x)=1 lna  f(x) f(x)

g(x)=log3(x+2)= ln(x+2) ln3g(x)= 1 ln3(x+2)




Derivada de la función seno

f(x)=sen(e3x)f(x)=(e3x)cos(e3x)=3e3xcos(e3x)

g(x)=sen(lnx)g(x)=(lnx)cos(lnx)=1 x cos(lnx)= cos(lnx)  x 

h(x)=sen(xsenx)h(x)=(xsenx)cos(xsenx)=(senx+xcosx)cos(xsenx)





Derivada de la función coseno

f(x)=cos(e5x)f(x)=5e5xsen(e5x)

g(x)=cos( ex 5x)g(x)=( ex 5x)sen( ex 5x)= ex5x5ex 25x2sen( ex 5x)=
= 5ex(1x) 25x2sen( ex 5x)= ex(1x) 5x2sen( ex 5x)




Derivada de la función exponencial, base distinta del número e

Tenemos que derivar 2x, si aplicamos las propiedades de los logaritmos vemos que 2x=eln2x=exln2 que ya sabemos derivar. f(x)=tg2x=tgeln2x=tgexln2f(x)=(2x)(1+tg22x)=ln22x(1+tg22x)

g(x)=tg( 1ex 1+ex)g(x)=( 1ex 1+ex)(1+tg2( 1ex 1+ex))=
=( ex(1+ex)ex(1ex) 1+ex)(1+tg2( 1ex 1+ex))=( exe2xex+e2x  (1+ex)2 )(1+tg2( 1ex 1+ex))=
= 2ex  (1+ex)2 (1+tg2( 1ex 1+ex))




Derivada de la función arco secante







Derivada de la función arco cosecante







Derivada de la función arco cotangente







Derivada de la función arco seno

f(x)=arcsen(x24x)f(x)=2x4  1(x24x)2   g(x)=arcsen(log5(3x))=arcsen( ln3x ln5)g(x)=1 ln5 33x  1(log5(3x))2  =1 xln5 1(log5(3x))2  




Derivada de la función arco coseno

h(x)=arccos(lnx)h(x)= 1 x  1(lnx)2  =1 x 1ln2x  

f(x)=arccos(x  1+x2  )f(x)=(x  1+x2  )  1(x  1+x2  )2  =  1+x2 x2x 2 1+x2    1+x2   1x2 1+x2  = =  1+x2 xx  1+x2    1+x2   1+x2x2 1+x2  = 1+x2x2  1+x2    1+x2  1  1+x2  =  1  1+x2    1+x2  1  1+x2  = 1  1+x2 (1+x2)  1  1+x2  =  1+x2    1+x2 (1+x2) =
=1 1+x2 





Derivada de la función arco tangente

F(x)=arccotg(x2)F(x)= 2x 1+(x2)2=2x 1+x4 

g(x)=arctg  1senx  1+senx  g(x)= (  1senx  1+senx  )1+(  1senx  1+senx  )2= ( 1senx  1+senx )2  1senx  1+senx    1+ 1senx  1+senx  = ( 1senx  1+senx )2  1senx  1+senx     1+senx+1senx  1+senx  =
= ( 1senx  1+senx )2  1senx  1+senx     2  1+senx  =  cosx (1+senx)cosx(1senx) (1+senx)2 2  1senx  1+senx     2  1+senx  =  cosx+cosxsenxcosx+cosxsenx (1+senx)2 2  1senx  1+senx     2  1+senx  =
=  2cosx (1+senx)2 2  1senx  1+senx     2  1+senx  =  2cosx( 1+senx ) 2 1senx (1+senx)2   2  1+senx  =  cosx( 1+senx )  1senx (1+senx)2   2  1+senx  =
= cosx( 1+senx )(1+senx) 2 1senx (1+senx)2 = cosx( 1+senx )(1+senx) 2 1senx (1+senx)2 = cosx( 1+senx ) 2 1senx (1+senx) =
= cosx( 1sen2x ) 2( 1senx)(1+senx) = cosx( 1sen2x ) 2( 1senx)(1+senx) = cosx(cos2x ) 2( 1sen2x) = cos2x  2cos2x = 1 2




Derivada de la función arco secante

f(x)=arcsec(x7)f(x)=7x6 x7 (x7)21  =7 x x141  

g(x)=(arcsecx)9f(x)=9(arcsecx)8(arcsecx)=9(arcsecx)81 x x21  




Derivada de la función arco cosecante

f(x)=arccosec( 1+x 1x)f(x)=1x+1+x (1x)2 ( 1+x 1x) ( 1+x 1x)21  =
=(1x)+(1+x)(1x)(1+x)( 1+x 1x)21  = 2x  (1x)(1+x)( 1+x 1x)21  = 2x (1x)(1+x)  (1+x)2(1x)2 (1x)2=
=2x(1+x)(1+x)2(1x)2=2x (1+x) (1+2x+x2)(12x+x2)  =
=2x (1+x) 4x  =x (1+x) x  

g(x)=arccosec(log59x)=arccosec(ln9xln5)g(x)=1ln59 9x  (log59x) (log59x)21  =
=1ln5x(log59x) (log59x)21  




Derivada de la función arco cotangente

f(x)=arccotg(6x8+8x7+3x)f(x)= (48x7+56x6+3)  1+(8x7+6x8+3x)2





Derivada de la función potencial-exponencial

Derivación logarítmica: Cuando tenemos una función potencial-exponencial, es decir, que tanto la base como el exponente son dos funciones no constantes, F(x)=g(x)h(x) y la queremos derivar. Tenemos dos opciones:
  1. Aprendernos esta fórmula de memoria F(x)=h(x)g(x)h(x)1g(x)+g(x)h(x)h(x)lng(x)
  2. o saber deducirla (muy recomendable). Veamos como:

    Lo 1o tomamos logaritmos neperianos: lnF(x)=lng(x)h(x)  usamos las propiedades de los logaritmos y nos queda lnF(x)=h(x)lng(x) Tenemos dos expresiones iguales, luego sus funciones derivadas serán iguales: (lnF(x))=(h(x)lng(x)) F(x) F(x)=h(x)lng(x)+h(x) g(x) g(x)  pasamos F(x) multiplicando y tenemos que F(x)=F(x)(h(x)lng(x)+h(x) g(x) g(x)) y sustituyendo F(x) por su valor tenemos: F(x)=g(x)h(x)(h(x)lng(x)+h(x) g(x) g(x))=g(x)h(x)h(x)lng(x)+g(x)h(x)h(x) g(x) g(x) y así tenemos: F(x)=g(x)h(x)h(x)lng(x)+g(x)h(x)1h(x)g(x)
    1. Vamos con un par de ejemplos: F(x)=(tgx)cotgx Tomamos logaritmos, aplicamos la propiedad de las potencias y derivamos: lnF(x)=cotgxlntgx F(x) F(x)=(1+cotg2x)lntgx+cotgx 1+tg2xtgx Pasamos F(x) multiplicando y la sustituimos por su valor: F(x)=(tgx)cotgx((1+cotg2x)lntgx+cotgx 1+tg2xtgx)=

      =(tgx)cotgx(1+cotg2x)lntgx+(tgx)cotgxcotgx 1+tg2xtgx=() Vemos que cotgx 1+tg2xtgx=cotg2x(1+tg2x)=cotg2x+1 Sustituyendo en (*) tenemos y sacando factor común: =(tgx)cotgx(1+cotg2x)lntgx+(tgx)cotgx(1+cotg2x)=(tgx)cotgx(1+cotg2x)(lntgx1)

      Vamos con otro ejemplo: G(x)=xtgx=x1tgx=xcotgx Tomamos logaritmos, aplicamos la propiedad de las potencias y derivamos: lnG(x)=cotgxlnx G(x) G(x)=(1+cotg2x)lnx+cotgx 1 x Pasamos G(x) multiplicando y la sustituimos por su valor: G(x)=xtgx((1+cotg2x)lnx+cotgx 1 x)=xtgx(1+cotg2x)lnx+xtgxcotgx 1 x Agrupando nos queda: G(x)=xtgx(1+cotg2x)lnx+xcotgx1cotgx Otra variante G(x)=xtgx(1 xtgxlnx sen2x )




Iremos actualizando esta sección con los ejercicios que nos pidáis, para ello podéis mandar un correo a profesor.maties@gmail.com


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