Reglas de Derivación

Dependiendo del contexto, es necesario usar diferentes notaciones para la derivada. Por ejemplo, si queremos calcular la derivada de una función explícitamente definida $f(x)$ , usamos la notación que hemos definido, $f'(x)$ pero en otras ocasiones, puede resultar la siguiente notación dependiendo de como esté expresada la función

Podemos notar que de la forma en que hemos definido formalmente la derivada de una función es como una razón de cambio puntual, es decir, el cambio en el Eje Y entre el cambio en el Eje X, pero al calcular el límite cuando $x$ tiende a $x_0$ estos cambios se hacen infinitamente pequeños, a estos cambios los llamamos diferenciales, al cambio infinitamente pequeño en el Eje Y lo llamamos diferencial de y y lo denotamos por $dy$ ; al cambio infinitamente pequeño en el Eje X lo llamamos diferencial de x y lo denotamos por $dx$ . Es por esto, que la derivada de una función se expresa como un cociente de diferenciales de la siguiente manera

Esta notación se lee la derivada de $y$ respecto a $x$ . Particularmente, si $y$ está definida por una función $f(x)$ entonces usamos la notación

Una vez que hemos determinado la derivada de las funciones elementales, considerando la definición de derivada, es posible deducir la derivada de las operaciones básicas entre funciones. Formalmente, si $f(x)$ y $g(x)$ son dos funciones; y $c$ es un número real, definimos

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Regla de la suma

Si $f(x)$ y $g(x)$ son dos funciones, definimos

Ejemplos

Ejemplo 1

Considerando la función $f(x)=x - x^{7}$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para la suma.

Debemos notar que esta función está definida como la suma funciones elementales, entonces podemos separar cada uno de los sumandos y expresar sus derivadas

$f'(x)=( x )' - \left( x^{7} \right)'$

Finalmente, consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = 1 - 7 x^{6}$

Ejemplo 2

Considerando la función $f(x)=\textit{\Large e}^{x} - x^{10}$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para la suma.

Debemos notar que esta función está definida como la suma funciones elementales, entonces podemos separar cada uno de los sumandos y expresar sus derivadas

$f'(x)=\left( \textit{\Large e}^{x} \right)' - \left( x^{10} \right)'$

Finalmente, consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = \textit{\Large e}^{x} - 10 x^{9}$

Ejemplo 3

Considerando la función $f(x)=\frac{1}{x} - \ln{\left(x \right)} - x^{10} - \textit{\Large e}^{x}$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para la suma.

Debemos notar que esta función está definida como la suma funciones elementales, entonces podemos separar cada uno de los sumandos y expresar sus derivadas

$f'(x)=\left( \frac{1}{x} \right)' - \left( \ln{\left(x \right)} \right)' - \left( x^{10} \right)' - \left( \textit{\Large e}^{x} \right)'$

Finalmente, consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = - \frac{1}{x^{2}} - \frac{1}{x} - 10 x^{9} - \textit{\Large e}^{x}$

Ejemplo 4

Considerando la función $f(x)=\frac{1}{x} + \ln{\left(x \right)} - \frac{1}{x^{\frac{17}{3}}}$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para la suma.

Debemos notar que esta función está definida como la suma funciones elementales, entonces podemos separar cada uno de los sumandos y expresar sus derivadas

$f'(x)=\left( \frac{1}{x} \right)' + \left( \ln{\left(x \right)} \right)' - \left( \frac{1}{x^{\frac{17}{3}}} \right)'$

Finalmente, consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = - \frac{1}{x^{2}} + \frac{1}{x} + \frac{17}{3 x^{\frac{20}{3}}}$

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Regla del producto (por un escalar)

Si $f(x)$ es una función y $a$ es un número real, definimos

Ejemplos

Ejemplo 5

Considerando la función $f(x)=4 \textit{\Large e}^{x} + 7 \sqrt{x}$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para el producto por un escalar.

Debemos notar que esta función está definida como la suma funciones elementales, entonces podemos separar cada uno de los sumandos y expresar sus derivadas

$f'(x)=\left( 4 \textit{\Large e}^{x} \right)' + \left( 7 \sqrt{x} \right)'$

Una vez que hemos separado los sumandos, podemos sacar los escalares de cada uno de estos sumandos

$f'(x)=4 \left( \textit{\Large e}^{x} \right)' + 7 \left( \sqrt{x} \right)'$

Finalmente, consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = 4 \textit{\Large e}^{x} + \frac{7}{2 \sqrt{x}}$

Ejemplo 6

Considerando la función $f(x)=\frac{8}{x} + 9 \textit{\Large e}^{x} - 9 \ln{\left(x \right)}$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para el producto por un escalar.

Debemos notar que esta función está definida como la suma funciones elementales, entonces podemos separar cada uno de los sumandos y expresar sus derivadas

$f'(x)=\left( \frac{8}{x} \right)' + \left( 9 \textit{\Large e}^{x} \right)' - \left( 9 \ln{\left(x \right)} \right)'$

Una vez que hemos separado los sumandos, podemos sacar los escalares de cada uno de estos sumandos

$f'(x)=8 \left( \frac{1}{x} \right)' + 9 \left( \textit{\Large e}^{x} \right)' - 9 \left( \ln{\left(x \right)} \right)'$

Finalmente, consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = - \frac{8}{x^{2}} + 9 \textit{\Large e}^{x} - \frac{9}{x}$

Ejemplo 7

Considerando la función $f(x)=5 x - 9 x^{2} - 5 \sqrt{x}$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para el producto por un escalar.

Debemos notar que esta función está definida como la suma funciones elementales, entonces podemos separar cada uno de los sumandos y expresar sus derivadas

$f'(x)=\left( 5 x \right)' - \left( 9 x^{2} \right)' - \left( 5 \sqrt{x} \right)'$

Una vez que hemos separado los sumandos, podemos sacar los escalares de cada uno de estos sumandos

$f'(x)=5 \left( x \right)' - 9 \left( x^{2} \right)' - 5 \left( \sqrt{x} \right)'$

Finalmente, consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = 5 - 18 x - \frac{5}{2 \sqrt{x}}$

Ejemplo 8

Considerando la función $f(x)=\frac{9}{x} - 8 \sqrt[9]{x} - 6 \sqrt{x} - 4\textit{\Large e}^{x}$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para el producto por un escalar.

Debemos notar que esta función está definida como la suma funciones elementales, entonces podemos separar cada uno de los sumandos y expresar sus derivadas

$f'(x)=\left( \frac{9}{x} \right)' - \left( 8 \sqrt[9]{x} \right)' - \left( 6 \sqrt{x} \right)' - \left( 4\textit{\Large e}^{x} \right)'$

Una vez que hemos separado los sumandos, podemos sacar los escalares de cada uno de estos sumandos

$f'(x)=9 \left( \frac{1}{x} \right)' - 8 \left( \sqrt[9]{x} \right)' - 6 \left( \sqrt{x} \right)' - 4 \left( \textit{\Large e}^{x} \right)'$

Finalmente, consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = - \frac{9}{x^{2}} - \frac{8}{9 x^{\frac{8}{9}}} - \frac{3}{\sqrt{x}} - 4\textit{\Large e}^{x}$

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Regla del producto

Si $f(x)$ y $g(x)$ son dos funciones, definimos

Ejemplos

Ejemplo 9

Considerando la función $f(x)=\left( - 5 \sqrt{x} \right) \cdot \left( - 3 \ln{\left(x \right)} \right)$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para el producto.

Debemos notar que esta función está definida como el producto de dos funciones, aplicamos al regla del producto y expresamos las derivadas

$f'(x)=\left( - 5 \sqrt{x} \right)' \cdot \left( - 3 \ln{\left(x \right)} \right) + \left( - 5 \sqrt{x} \right) \cdot \left( - 3 \ln{\left(x \right)} \right)'$

Consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = \left( - \frac{5}{2 \sqrt{x}} \right) \cdot \left( - 3 \ln{\left(x \right)} \right) + \left( - 5 \sqrt{x} \right) \cdot \left( - \frac{3}{x} \right)$

Finalmente, simplificamos para obtener el siguiente el resultado

$f'(x) = \frac{15 \ln(x)}{2 \sqrt{x}} + \frac{15 \sqrt{x}}{x}$

Ejemplo 10

Considerando la función $f(x)=6 x \cdot \left( - 9 \ln{\left(x \right)} \right)$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para el producto.

Debemos notar que esta función está definida como el producto de dos funciones, aplicamos al regla del producto y expresamos las derivadas

$f'(x)=\left( 6 x \right)' \cdot \left( - 9 \ln{\left(x \right)} \right) + \left( 6 x \right) \cdot \left( - 9 \ln{\left(x \right)} \right)'$

Consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = \left( 6 \right) \cdot \left( - 9 \ln{\left(x \right)} \right) + \left( 6 x \right) \cdot \left( - \frac{9}{x} \right)$

Finalmente, simplificamos para obtener el siguiente el resultado

$f'(x) = -54 \cdot log(x) - 54$

Ejemplo 11

Considerando la función $f(x)=- 3 \textit{\Large e}^{x} \cdot 6 x^{4}$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para el producto.

Debemos notar que esta función está definida como el producto de dos funciones, aplicamos al regla del producto y expresamos las derivadas

$f'(x)=\left( - 3 \textit{\Large e}^{x} \right)' \cdot \left( 6 x^{4} \right) + \left( - 3 \textit{\Large e}^{x} \right) \cdot \left( 6 x^{4} \right)'$

Consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) = \left( - 3 \textit{\Large e}^{x} \right) \cdot \left( 6 x^{4} \right) + \left( - 3 \textit{\Large e}^{x} \right) \cdot \left( 24 x^{3} \right)$

Finalmente, simplificamos para obtener el siguiente el resultado

$f'(x) = - 18 x^{4} \textit{\Large e}^{x} - 72 x^{3} \textit{\Large e}^{x}$

Ejemplo 12

Considerando la función $f(x)=8 \textit{\Large e}^{x} \cdot \frac{6}{x} \cdot \left( - 5 \ln{\left(x \right)} \right)$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para el producto.

Debemos notar que esta función está definida como el producto de dos funciones, aplicamos al regla del producto y expresamos las derivadas

$f'(x) =$

$\left( 8 \textit{\Large e}^{x} \right)' \cdot \left( \frac{6}{x} \right) \cdot \left( - 5 \ln{\left(x \right)} \right)$
$+ \left( 8 \textit{\Large e}^{x} \right) \cdot \left( \frac{6}{x} \right)' \cdot \left( - 5 \ln{\left(x \right)} \right)$
$+ \left( 8 \textit{\Large e}^{x} \right) \cdot \left( \frac{6}{x} \right) \cdot \left( - 5 \ln{\left(x \right)} \right)'$

Consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x) =$

$\left( 8 \textit{\Large e}^{x} \right) \cdot \left( \frac{6}{x} \right) \cdot \left( - 5 \ln{\left(x \right)} \right)$
$+ \left( 8 \textit{\Large e}^{x} \right) \cdot \left( - \frac{6}{x^{2}} \right) \cdot \left( - 5 \ln{\left(x \right)} \right)$
$+ \left( 8 \textit{\Large e}^{x} \right) \cdot \left( \frac{6}{x} \right) \cdot \left( - \frac{5}{x} \right)$

Finalmente, simplificamos para obtener el siguiente el resultado

$f'(x) = - \frac{240 \textit{\Large e}^{x} \ln{\left(x \right)}}{x} + \frac{240 \textit{\Large e}^{x} \ln{\left(x \right)}}{x^{2}} - \frac{240 \textit{\Large e}^{x}}{x^{2}}$

Nota: En este último caso hemos generalizado la regla del producto, y es que si tenemos tres funciones $f(x)$ , $g(x)$ y $h(x)$ , es posible deducir que

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Regla de la división

Si $f(x)$ y $g(x)$ son dos funciones, definimos

Ejemplos

Ejemplo 13

Considerando la función $f(x)= \frac{ 6 x }{ - 2 \ln{\left(x \right)} }$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para la división.

Debemos notar que esta función está definida como la división dos funciones, aplicamos al regla de la división y expresamos las derivadas

$f'(x)= \frac{\left( 6 x \right)' \cdot \left( - 2 \ln{\left(x \right)} \right) - \left( 6 x \right) \cdot \left( - 2 \ln{\left(x \right)} \right)'}{\left( - 2 \ln{\left(x \right)} \right)^2}$

Consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x)= \frac{\left( 6 \right) \cdot \left( - 2 \ln{\left(x \right)} \right) - \left( 6 x \right) \cdot \left( - \frac{2}{x} \right)}{\left( - 2 \ln{\left(x \right)} \right)^2}$

Finalmente, simplificamos para obtener el siguiente el resultado

$f'(x) = - \frac{3}{\ln{\left(x \right)}} + \frac{3}{\ln{\left(x \right)}^{2}}$

Ejemplo 14

Considerando la función $f(x)= \frac{ \frac{7}{x} }{ \sqrt[6]{x} }$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para la división.

Debemos notar que esta función está definida como la división dos funciones, aplicamos al regla de la división y expresamos las derivadas

$f'(x)= \frac{\left( \frac{7}{x} \right)' \cdot \left( \sqrt[6]{x} \right) - \left( \frac{7}{x} \right) \cdot \left( \sqrt[6]{x} \right)'}{\left( \sqrt[6]{x} \right)^2}$

Consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x)= \frac{\left( - \frac{7}{x^{2}} \right) \cdot \left( \sqrt[6]{x} \right) - \left( \frac{7}{x} \right) \cdot \left( \frac{1}{6 x^{\frac{5}{6}}} \right)}{\left( \sqrt[6]{x} \right)^2}$

Finalmente, simplificamos para obtener el siguiente el resultado

$f'(x) = - \frac{49}{6 x^{\frac{13}{6}}}$

Ejemplo 15

Considerando la función $f(x)= \frac{ - 8 x }{ - 5 \textit{\Large e}^{x} }$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para la división.

Debemos notar que esta función está definida como la división dos funciones, aplicamos al regla de la división y expresamos las derivadas

$f'(x)= \frac{\left( - 8 x \right)' \cdot \left( - 5 \textit{\Large e}^{x} \right) - \left( - 8 x \right) \cdot \left( - 5 \textit{\Large e}^{x} \right)'}{\left( - 5 \textit{\Large e}^{x} \right)^2}$

Consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x)= \frac{\left( -8 \right) \cdot \left( - 5 \textit{\Large e}^{x} \right) - \left( - 8 x \right) \cdot \left( - 5 \textit{\Large e}^{x} \right)}{\left( - 5 \textit{\Large e}^{x} \right)^2}$

Finalmente, simplificamos para obtener el siguiente el resultado

$f'(x) = - \frac{8 x e^{- x}}{5} + \frac{8 e^{- x}}{5}$

Ejemplo 16

Considerando la función $f(x)= \frac{ \sqrt[10]{x} }{ - 3 x^{5} }$ , calcule su derivada aplicando la regla de derivación para la división.

Debemos notar que esta función está definida como la división dos funciones, aplicamos al regla de la división y expresamos las derivadas

$f'(x)= \frac{\left( \sqrt[10]{x} \right)' \cdot \left( - 3 x^{5} \right) - \left( \sqrt[10]{x} \right) \cdot \left( - 3 x^{5} \right)'}{\left( - 3 x^{5} \right)^2}$

Consultamos la tabla de derivadas y calculamos las derivadas respectivas para obtener que

$f'(x)= \frac{\left( \frac{1}{10 x^{\frac{9}{10}}} \right) \cdot \left( - 3 x^{5} \right) - \left( \sqrt[10]{x} \right) \cdot \left( - 15 x^{4} \right)}{\left( - 3 x^{5} \right)^2}$

Finalmente, simplificamos para obtener el siguiente el resultado

$f'(x) = \frac{49}{30 x^{\frac{59}{10}}}$

2 comentarios en “Reglas de Derivación”

Memes Matemáticos – Febrero 2021 – totumat dice:

03.03.2021 a las 8:00 am

[…] de ideas, derivar funciones puede resultar sencillo porque en muchos casos basta con aprender las reglas de derivación cuando nos topamos con operaciones básicas entre funciones, pero no pasa con los mismo al integrar […]

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Método de Integración por Partes – totumat dice:

03.05.2020 a las 3:00 pm

[…] y son dos funciones, entonces a partir de la Regla del Producto para la derivada de funciones, podemos concluir lo […]

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Regla del producto (por un escalar)

Ejemplos

Ejemplo 5

Ejemplo 6

Ejemplo 7

Ejemplo 8

Regla del producto

Ejemplos

Ejemplo 9

Ejemplo 10

Ejemplo 11

Ejemplo 12

Regla de la división

Ejemplos

Ejemplo 13

Ejemplo 14

Ejemplo 15

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