Ejercicios Propuestos – Reglas de Derivación

19.10.2021 Anthonny Arias1 comentario

I.- Considerando la tabla de derivadas de las funciones elementales, calcule la derivada de las siguientes funciones y simplifique el resultado.

$f(x)=3$
$f(x)=7$
$f(x)=-2$
$f(x)=-3$

$f(x)=x$
$f(x)=x^3$
$f(x)=x^5$
$f(x)=x^7$

$f(x)=\sqrt[4]{x}$
$f(x)=\sqrt[6]{x}$
$f(x)=\sqrt[8]{x}$
$f(x)=\sqrt[10]{x}$

$f(x)=\sqrt[3]{x^8}$
$f(x)=\sqrt[5]{x^6}$
$f(x)=\sqrt[7]{x^4}$
$f(x)=\sqrt[9]{x^2}$

$f(x)=x^{-2}$
$f(x)=x^{-4}$
$f(x)=x^{-6}$
$f(x)=x^{-8}$

$f(x)=\dfrac{1}{x^{10}}$
$f(x)=\dfrac{1}{x^{15}}$
$f(x)=\dfrac{1}{x^{20}}$
$f(x)=\dfrac{1}{x^{25}}$

$f(x)=\log_3(x)$
$f(x)=\log_7(x)$
$f(x)=\log_{11}(x)$
$f(x)=\ln(x)$

$f(x)=2^x$
$f(x)=9^x$
$f(x)=16^x$
$f(x)=\textit{\Large e}^x$

II.- Considerando la derivada de la suma de dos funciones y el producto por un escalar, calcule la derivada de las siguientes funciones y simplifique el resultado.

$f(x)=15x+1$
$f(x)=22x-2$
$f(x)=-9x+3$
$f(x)=-11x-4$

$f(x)=5x+10x^8$
$f(x)=6x^3+9x^8$
$f(x)=7x^5+8x^4$
$f(x)=8x^7+7x^2$

$f(x)= x^2 - 2x^{-6} + 2$
$f(x)= x^2 - x^{-4} + 1$
$f(x)= x^2 - 4x^{-7} + 5$
$f(x)= x^2 + x^{-9} - 10$

$f(x)= 7x^4 - 3x^3 + 43x + 60$
$f(x)= 4x^4 - 6x^3 - 18x + 10$
$f(x)= 2x^4 - 5x^3 + 29x + 30$
$f(x)= 6x^4 + 4x^3 - 36x - 36$

$f(x)= 7\sqrt[3]{x^4} - 10x^4 + \dfrac{2}{x^4}$
$f(x)= 3\sqrt[5]{x^2} - 6x^6 - \dfrac{8}{x^3}$
$f(x)= -12\sqrt[8]{x^5} - 9x^5 + \dfrac{3}{x^6}$
$f(x)= -5\sqrt[10]{x^7} - 18x^8 - \dfrac{12}{x^{10}}$

$f(x)= 7\textit{\Large e}^x + \dfrac{3}{6\sqrt[3]{x^7}}$
$f(x)= -21\textit{\Large e}^x + \dfrac{9}{2\sqrt[5]{x^5}}$
$f(x)= 14\textit{\Large e}^x - \dfrac{4}{13\sqrt[8]{x^2}}$
$f(x)= -28\textit{\Large e}^x - \dfrac{11}{4\sqrt[10]{x^4}}$

$f(x)= \dfrac{x^4}{2} + 7\ln(x)$
$f(x)= \dfrac{x^3}{8} - 4\ln(x)$
$f(x)= -\dfrac{x^6}{3} + 12\ln(x)$
$f(x)= -\dfrac{x^{10}}{12} - 5\ln(x)$

$f(x)= 5\textit{\Large e}^x + 10\ln(x)$
$f(x)= -4\textit{\Large e}^x + 3\ln(x)$
$f(x)= 3\textit{\Large e}^x - 15\ln(x)$
$f(x)= -2\textit{\Large e}^x - 6\ln(x)$

III.- Considerando la derivada del producto de dos funciones, calcule la derivada de las siguientes funciones y simplifique el resultado.

$f(x)= (x+1) \cdot \ln(x)$
$f(x)= (3x+2) \cdot \ln(x)$
$f(x)= (-x+3) \cdot \ln(x)$
$f(x)= (-6x-4) \cdot \ln(x)$

$f(x)= (x^2+3x) \cdot \ln(x)$
$f(x)= (-x^4+4x^2) \cdot \ln(x)$
$f(x)= (x^6-5x^4) \cdot \ln(x)$
$f(x)= (-x^8-6x^7) \cdot \ln(x)$

$f(x)= \left(11x + \dfrac{1}{x^8}\right) \cdot \ln(x)$
$f(x)= \left(12x^3 - \dfrac{4}{x^9}\right) \cdot \ln(x)$
$f(x)= \left(-13x^5 + \dfrac{7}{x^{11}}\right) \cdot \ln(x)$
$f(x)= \left(-14x^7 - \dfrac{10}{x^{13}}\right) \cdot \ln(x)$

$f(x)= (12\textit{\Large e}^x + \sqrt[3]{x^7}) \cdot \ln(x)$
$f(x)= (-24\textit{\Large e}^x + \sqrt[8]{x^{11}}) \cdot \ln(x)$
$f(x)= (36\textit{\Large e}^x - \sqrt[13]{x^{15}}) \cdot \ln(x)$
$f(x)= (-48\textit{\Large e}^x - \sqrt[18]{x^{19}}) \cdot \ln(x)$

$f(x)= (x+1) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= (-5x+2) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= (7x-3) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= (-10x-4) \cdot \textit{\Large e}^x$

$f(x)= (x^2+3x+7x) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= (-x^4+4x^2+8x) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= (x^6-5x^4+9x) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= (-x^8+6x^7-10x) \cdot \textit{\Large e}^x$

$f(x)= \left(11x + \dfrac{1}{x^8} \right) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)=\left(-12x^3 + \dfrac{4}{x^9}\right) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= \left(13x^5 - \dfrac{7}{x^{11}}\right) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)=\left(-14x^7 - \dfrac{10}{x^{13}}\right) \cdot \textit{\Large e}^x$

$f(x)= (12\textit{\Large e}^x + \sqrt[3]{x^7}) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= (24\textit{\Large e}^x - \sqrt[8]{x^{11}}) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= (-36\textit{\Large e}^x + \sqrt[13]{x^{15}}) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= (-48\textit{\Large e}^x - \sqrt[18]{x^{19}}) \cdot \textit{\Large e}^x$

$f(x)= \ln(x) \cdot \left( \sqrt[3]{x^7} \right) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= \ln(x) \cdot \left( \sqrt[8]{x^{11}}\right) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= \ln(x) \cdot \left( -\sqrt[13]{x^{15}}\right) \cdot \textit{\Large e}^x$
$f(x)= -\ln(x) \cdot \left( \sqrt[18]{x^{19}}\right) \cdot \textit{\Large e}^x$

IV.- Considerando la derivada de la división de dos funciones, calcule la derivada de las siguientes funciones y simplifique el resultado.

$f(x)= \dfrac{ (5x+1) }{ \ln(x) }$
$f(x)= \dfrac{ (7x-2) }{ \ln(x) }$
$f(x)= \dfrac{ (-4x+3) }{ \ln(x) }$
$f(x)= \dfrac{ (-x-4) }{ \ln(x) }$

$f(x)= \dfrac{ \ln(x) }{ (x^2+3x) }$
$f(x)= \dfrac{ \ln(x) }{ (x^4+4x^2) }$
$f(x)= \dfrac{ \ln(x) }{ (x^6-5x^4) }$
$f(x)= \dfrac{ \ln(x) }{ (-x^8-6x^7) }$

$f(x)= \dfrac{ \left(11x + \dfrac{1}{x^8}\right) }{ \ln(x) }$
$f(x)= \dfrac{ \left(12x^3 - \dfrac{4}{x^9}\right) }{ \ln(x) }$
$f(x)= \dfrac{ \left(-13x^5 + \dfrac{7}{x^{11}}\right) }{ \ln(x) }$
$f(x)= \dfrac{ \left(-14x^7 - \dfrac{10}{x^{13}}\right) }{ \ln(x) }$

$f(x)= \dfrac{ \ln(x) }{ (12\textit{\Large e}^x + \sqrt[3]{x^7}) }$
$f(x)= \dfrac{ \ln(x) }{ (-24\textit{\Large e}^x + \sqrt[8]{x^{11}}) }$
$f(x)= \dfrac{ \ln(x) }{ (36\textit{\Large e}^x - \sqrt[13]{x^{15}}) }$
$f(x)= \dfrac{ \ln(x) }{ (-48\textit{\Large e}^x - \sqrt[18]{x^{19}}) }$

$f(x)= \dfrac{ (10x+5) }{ \textit{\Large e}^x }$
$f(x)= \dfrac{ (3x-2) }{ \textit{\Large e}^x }$
$f(x)= \dfrac{ (-4x+3) }{ \textit{\Large e}^x }$
$f(x)= \dfrac{ (-7x-6) }{ \textit{\Large e}^x }$

$f(x)= \dfrac{ \textit{\Large e}^x }{ (x^2+3x+7x) }$
$f(x)= \dfrac{ \textit{\Large e}^x }{ (x^4-4x^2+8x) }$
$f(x)= \dfrac{ \textit{\Large e}^x }{ (x^6+5x^4-9x) }$
$f(x)= \dfrac{ \textit{\Large e}^x }{ (-x^8-6x^7+10x) }$

$f(x)= \dfrac{ \left(11x + \dfrac{1}{x^8}\right) }{ \textit{\Large e}^x }$
$f(x)= \dfrac{ \left(-12x^3 + \dfrac{4}{x^9}\right) }{ \textit{\Large e}^x }$
$f(x)= \dfrac{ \left(13x^5 - \dfrac{7}{x^{11}}\right) }{ \textit{\Large e}^x }$
$f(x)= \dfrac{ \left(-14x^7 - \dfrac{10}{x^{13}}\right) }{ \textit{\Large e}^x }$

$f(x)= \dfrac{ \textit{\Large e}^x }{ (12\textit{\Large e}^x + \sqrt[3]{x^7}) }$
$f(x)= \dfrac{ \textit{\Large e}^x }{ (-24\textit{\Large e}^x + \sqrt[8]{x^{11}}) }$
$f(x)= \dfrac{ \textit{\Large e}^x }{ (36\textit{\Large e}^x - \sqrt[13]{x^{15}}) }$
$f(x)= \dfrac{ \textit{\Large e}^x }{ (-48\textit{\Large e}^x - \sqrt[18]{x^{19}}) }$

Matemáticas 21 – Sección 01 – Semestre B2021

18.10.202119.10.2021 Anthonny AriasDeja un comentario

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Propuesta de Plan de Estudio: Anthonny Arias

La enseñanza de la Unidad Curricular Matemáticas 21, tiene por objetivo presentar a los estudiantes del segundo semestre de la Carrera de Economía las herramientas básicas para el estudio del cálculo diferencial pues le proporciona la capacidad de identificar y relacionar las aplicaciones de derivadas como razón de cambio en temas económicos, facilitando la comprensión, interpretación y asimilación de la teoría económica con fundamentos matemáticos.

Propuesta de Programa

A continuación se presenta una propuesta de programa para la Unidad Curricular Matemáticas 21 en la modalidad No Presencial que puede ser consultado haciendo click aquí.

Bibliografía Sugerida

Arya, J. C., Lardner, R. W., & Ibarra, V. H. (2009). Matemáticas aplicadas a la Administración y a la Economía. Pearson.
Haeussler, E. F., Paul, J. R. S., & Wood, R. J. (2008). Matemáticas para Administración y Economía. Prentice Hall.
Haeussler, E. F., Paul, J. R. S., & Wood, R. J. (2019). INTRODUCTORY MATHEMATICAL ANALYSIS FOR BUSINESS, ECONOMICS, AND THE LIFE AND SOCIAL SCIENCES. Pearson.
Stewart, J. (n.d.). Cálculo de una variable.
Sydsaeter, K., & Hammond, P. (1996). Matemáticas para el Análisis Económico. Prentice Hall.

Elasticidad de Demanda

05.10.202105.10.2021 Anthonny Arias1 comentario

Al estudiar la demanda de un artículo respecto a su precio, es posible cuantificar la relación entre estos dos elementos definiendo la ecuación de demanda, tomando en cuenta que a menor precio mayor será la demanda y viceversa, sin embargo, es importante estudiar qué tan sensible es la demanda respecto a un cambio en el precio.

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Partiendo de los cambios porcentuales en el precio y la demanda, podemos estudiar la sensibilidad de la demanda respecto un cambio en el precio tal como lo veremos en los siguientes ejemplos:

Ejemplos

Ejemplo 1

Suponga que la demanda de Coca-Cola ha decrecido en un $5\%$ después de que el precio de esta aumentó en un $3\%$ . En términos absolutos, notamos que el cambio en la demanda es mayor que el cambio en el precio, en este caso decimos que la demanda es elástica, pues un cambio en el precio ha tenido una alta incidencia en la demanda.

Ejemplo 2

Suponga que la demanda de Zanahoria ha decrecido en un $10\%$ después de que el precio de esta aumentó en un $10\%$ . En términos absolutos, notamos el cambio en la demanda igual que el cambio en el precio, en este caso decimos que la demanda tiene elasticidad unitaria, pues el cambio en el precio y en la demanda tienen la misma magnitud.

Ejemplo 3

Suponga que la demanda de Gas Doméstico, usado para cocinar, ha decrecido en un $2\%$ después de que el precio de esta aumentó en un $7\%$ . En términos absolutos, notamos que el cambio en la demanda es menor que el cambio en el precio, en este caso decimos que la demanda es inelástica, pues un cambio en el precio ha tenido una baja incidencia en la demanda.

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Tomando en cuenta estos ejemplos, definimos un indicador que llamaremos Elasticidad de Demanda, que se calcula dividiendo el cambio porcentual en la demanda entre el cambio porcentual en el precio y podemos categorizar el valor de dicho indicador de la siguiente forma:

Si el cambio porcentual en la demanda es mayor que el cambio porcentual en el precio, entonces

$\left| \frac{\text{Cambio porcentual en la demanda}}{\text{Cambio porcentual en el precio}} \right| > 1 \Longrightarrow$ La demanda es elástica

Elasticidad de Demanda, Demanda Elástica | totumat.com

Si el cambio porcentual en la demanda es igual que el cambio porcentual en el precio, entonces, el siguiente cociente

$\left| \frac{\text{Cambio porcentual en la demanda}}{\text{Cambio porcentual en el precio}} \right| = 1 \Longrightarrow$ La demanda tiene elasticidad unitaria

Elasticidad de Demanda, Elasticidad Unitaria | totumat.com

Si el cambio porcentual en la demanda es menor que el cambio porcentual en el precio, entonces, el siguiente cociente

$\left| \frac{\text{Cambio porcentual en la demanda}}{\text{Cambio porcentual en el precio}} \right| < 1 \Longrightarrow$ La demanda es inelástica

Elasticidad de Demanda, Demanda Inelástica | totumat.com

La elasticidad de demanda también se puede calcular en el estudio de las ecuaciones de demanda, particularmente, cuando definimos funciones de demanda. Supongamos que definimos el precio $p$ de un determinado artículo en función de las cantidades demandadas $q$ para determinar una función de demanda, es decir,

$p=f(q)$

De esta forma, los consumidores demandarán $q$ unidades de dicho artículo si el precio es fijado en $f(q)$ , por otra parte, los consumidores demandarán $q+h$ unidades de dicho artículo si el precio es fijado en $f(q+h)$ . Considerando estos valores, podemos calcular en cuanto se han incrementado la cantidad demandada y el precio.

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La diferencia $(q+h) - q = h$ determina el incremento que hubo en la cantidad demandada y más aún, el cambio porcentual en la cantidad demandada es calculado de la siguiente forma:

$\frac{h}{q} \cdot 100$

La diferencia $f(q+h) - f(q)$ determina el incremento que hubo en el precio y más aún, el cambio porcentual en el precio es calculado de la siguiente forma:

$\frac{f(q+h) - f(q)}{f(q)} \cdot 100$

Considerando estos cambios porcentuales, calculamos el cociente entre estos dos cambios para determinar la elasticidad de demanda de las siguiente forma:

$\dfrac{\frac{h}{q} \cdot 100}{\frac{f(q+h) - f(q)}{f(q)} \cdot 100} = \dfrac{\frac{h}{q}}{\frac{f(q+h) - f(q)}{f(q)}}$

Considerando esta última división de fracciones, podemos notar que esta es equivalente a la siguiente división de fracciones

$\dfrac{\frac{f(q)}{q}}{\frac{f(q+h) - f(q)}{h}}$

Esta última expresión resulta de vital importancia para estudiar la elasticidad de demanda al considerar el menor incremento posible, es decir, cuando $h \to 0$ entonces podemos definir la siguiente expresión

$\lim_{h \to 0} \dfrac{\frac{f(q)}{q}}{\frac{f(q+h) - f(q)}{h}}$

De existir este límite, debemos notar que la fracción que se encuentra en el denominador es justamente la derivada de la función $f(q)$ respecto a la variable $q$ . Entonces, considerando que la función $f(q)$ determina el precio $p$ , definimos la Elasticidad Puntual de la Demanda de la siguiente forma:

$\eta(q) = \dfrac{ \ \ \dfrac{p}{q} \ \ }{\dfrac{dp}{dq}}$

Sin embargo, debemos tomar en cuenta que si se está estudiando como la variación del precio afecta a la demanda, conviene expresar la demanda en función del precio y en consecuencia. Entonces, partiendo del hecho de que la derivada de $p$ respecto a $q$ se puede expresar en función de la derivada de la función inversa de $p$ , es decir,

$\dfrac{dp}{dq} = \dfrac{1}{\dfrac{dq}{dp}}$

Podemos concluir que si la función de demanda está expresada como $q$ en función de $p$ , entonces definimos la Elasticidad Puntual de la Demanda de la siguiente forma:

$\eta(p) = \dfrac{ \ \ \dfrac{p}{q} \ \ }{\dfrac{1}{\frac{dp}{dq}}} = \dfrac{p}{q} \cdot \dfrac{dq}{dp}$

Una vez que hemos calculado la elasticidad puntual de demanda usando esta definición, podemos categorizar este valor para indicar cual es el impacto que tiene el precio sobre la demanda de la siguiente manera:

Si $\left| \eta \right| > 1$ , entonces la demanda es elástica.
Si $\left| \eta \right| = 1$ , entonces la demanda tiene elasticidad unitaria.
Si $\left| \eta \right| < 1$ , entonces la demanda es inelástica.

Veamos en los siguientes ejemplos como calcular la elasticidad puntual a partir de una función de demanda.

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Ejemplos

Ejemplo 4

Suponga que la demanda semanal de kilos de zanahoria en una pequeña tienda de verduras de la ciudad está definida por la siguiente función:

$q = -\frac{9}{5} \cdot p + 43$

¿Cuál es la elasticidad puntual de demanda si se fija el precio del kilo de zanahoria en $17.5$ ?

Para usar la fórmula de la elasticidad puntual de demanda debemos calcular la derivada de la función de demanda, de esta forma, tenemos que

$\dfrac{dq}{dp} = -\frac{9}{5}$

Una vez calculada la derivada de la función de demanda, sustituimos la derivada y la función en nuestra fórmula:

$\eta(p) = \frac{p}{q} \cdot \frac{dq}{dp} = \frac{p}{-\frac{9}{5} \cdot p + 43} \cdot \left( -\frac{9}{5} \right)$

Teniendo planteada la fórmula de la elasticidad puntual de demanda para la función $q(p)$ , evaluamos en $p=17.5$ ,

$\eta(17.5) = \frac{17.5}{-\frac{9}{5} \cdot 17.5 + 43} \cdot \left( -\frac{9}{5} \right) = -2.7391$

De esta forma, al ser $|-2.7391| > 1$ , concluimos que la demanda puntual es elástica cuando se fija el precio en $p=17.5$ , es decir, este precio tiene alta incidencia en la demanda del kilo de zanahoria.

Derivada de la función inversa

29.09.202103.10.2021 Anthonny AriasDeja un comentario

Al estudiar el comportamiento gráfico de una función y de su inversa, podemos notar que estas están reflejadas a través de la recta identidad, tomando esto en cuenta, pudiéramos determinar la derivada de la inversa de una función a partir de la derivada de la función original, pero, ¿de qué forma?

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Si estudiamos gráficamente la derivada de la función cuadrática, $f(x)=x^2$ , en el punto $x=1$ , sabemos que esta define la pendiente de la recta tangente a la curva en el punto $(1,1)$ . Esta pendiente es igual a $2$ .

Derivada de la función inversa | totumat.com

Por otra parte, si estudiamos gráficamente la derivada de la función raíz cuadrada, $f^{-1}(x)=\sqrt{x}$ , en el punto $x=1$ , esta define la pendiente de la recta tangente a la curva en el punto $(1,1)$ . Esta pendiente es igual a $\frac{1}{2}$ .

Debemos notar que la función cuadrática y la función raíz cuadrada son funciones inversas, y el resultado de cada una de sus derivadas, $2$ y $\frac{1}{2}$ , son inversamente proporcionales. Más aún, las rectas tangentes a ambas funciones en el punto $(1,1)$ parecieran ser una reflexión de la otra a través de la recta identidad, esto se puede apreciar mejor en el siguiente gráfico:

Esto sugiere que sus derivadas son inversamente proporcionales, para ser más precisos, la derivada de la función inversa de $f$ evaluada en $y_0$ es inversamente proporcional a la derivada de la función $f$ en la preimagen de $y_0$ . Esta idea se presenta formalmente con el siguiente teorema:

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Teorema (La derivada de la función inversa)

Sea $f : (a,b) \longrightarrow \mathbb{R}$ una función inyectiva, derivable en un punto $x_0=f^{-1}(y_0)$ del intervalo $(a,b)$ , tal que $f'(f^{-1}(y_0)) \neq 0$ . Entonces, $f^{-1}$ es derivable en $y_0$ y además,

$(f^{-1})'(y_0) = \dfrac{1}{f'\big( f^{-1}(y_0) \big)}$

Podemos presentar esta última expresión de una forma más amigable, y es que si consideramos una variable $x=f^{-1}(y)$ , podemos reescribir la derivada de la variable $x$ respecto a la variable $y$ como un cociente de diferenciales de la siguiente forma:

$(f^{-1})'(y) = \frac{d}{dy} \left( f^{-1}(y) \right) = \frac{dx}{dy}$

Por otra parte, también podemos reescribir la derivada $f'\left( f^{-1}(y) \right)$ como un cociente de diferenciales, tomando en cuenta que $f$ y $f^{-1}$ son funciones inversas, de la siguiente forma:

$f'\left( f^{-1}(y) \right) = \frac{d}{dx} \left( f\left( f^{-1}(y) \right) \right) = \frac{dy}{dx}$

Entonces, aplicando el teorema para calcular la derivada de la función inversa, tenemos que

$\dfrac{dx}{dy} = \dfrac{ \ \ 1 \ \ }{\dfrac{dy}{dx}}$

Notemos que esta última expresión es equivalente a $\frac{dy}{dx} = \frac{ \ \ 1 \ \ }{\frac{dx}{dy}}$ y aunque este teorema es potente para el desarrollo de las matemáticas, existen algunos casos en la práctica donde resulta útil. Veamos en los siguientes ejemplos, algunas funciones para entender como calcular la función inversa usando este el teorema.

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Ejemplos

Ejemplo 1

Considerando la función $f(x)=x^2$ , calcule la derivada de su función inversa $f^{-1}(x)=\sqrt{x}$ .

Debemos tomar en cuenta que la derivada de la función $f(x)$ es igual a $f'(x)=2x$ . Al evaluar la derivada en $f^{-1}(x)$ , obtenemos la expresión

$f' \left( f^{-1}(x) \right) = 2 \cdot f^{-1}(x)$

Entonces, procedemos a calcular la derivada de la función inversa aplicando el teorema de la siguiente forma:

$(f^{-1})'(x) = \dfrac{1}{f'(f^{-1}(x))}$

$= \dfrac{1}{2f^{-1}(x)}$

$= \dfrac{1}{2\sqrt{x}}$

Ejemplo 2

Considerando la función $f(x)=(x+1)^3$ , calcule la derivada de su función inversa $f^{-1}(x)=\sqrt[3]{x}-1$ .

Debemos tomar en cuenta que la derivada de la función $f(x)$ es igual a $f'(x)=3(x+1)^2$ . Al evaluar la derivada en $f^{-1}(x)$ , obtenemos la expresión

$f' \left( f^{-1}(x) \right) = 3\left( f^{-1}(x) + 1 \right)^2$

Entonces, procedemos a calcular la derivada de la función inversa aplicando el teorema de la siguiente forma:

$(f^{-1})'(x) = \dfrac{1}{f'(f^{-1}(x))}$

$= \dfrac{1}{3\left( f^{-1}(x) + 1 \right)^2}$

$= \dfrac{1}{3\left( \sqrt[3]{x}-1 + 1 \right)^2}$

$= \dfrac{1}{3\left( \sqrt[3]{x} \right)^2}$

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Ejemplo 3

Expresando la derivada como un cociente de diferenciales también podemos llevar a cabo el procedimiento al estudiar variables dependientes, considerando la variable $y=-2x+5$ , calcule la derivada de su función inversa $x=-\frac{1}{2}y + \frac{5}{2}$ .

Debemos tomar en cuenta que la derivada de $y$ respecto a la variable $x$ es igual a $\frac{dy}{dx}=-2$ , de esta forma, procedemos a calcular la derivada de la función inversa aplicando el teorema de la siguiente forma:

$\dfrac{dx}{dy} = \dfrac{1}{\frac{dy}{dx}}$

$= \dfrac{1}{-2}$

$= -\dfrac{1}{2}$

Ejemplo 4

Expresando la derivada como un cociente de diferenciales también podemos llevar a cabo el procedimiento al estudiar variables dependientes, considerando la variable $y=\textit{\Large e}^{x+1} + 7$ , calcule la derivada de su función inversa $x= \ln(y-7) - 1$ .

Debemos tomar en cuenta que la derivada de $y$ respecto a la variable $x$ es igual a $\frac{dy}{dx}=\textit{\Large e}^{x+1}$ , de esta forma, procedemos a calcular la derivada de la función inversa aplicando el teorema de la siguiente forma: