limites matematicos
Se determinaba la existencia de un límite en base a una gráfica o tabla de valores numéricos, por lo que esto no es práctico y es aconsejable evaluar los límites de manera analítica. Para ello es importante considerar y utilizar las propiedades de los límites:Así mismo consideraremos los límites de las funciones trigonométricas, dadas como continuación de la tabla 3.2.2.
Definición de la derivada. Características y gráficos
Propiedades de las derivadas
Dentro de las propiedades de la derivación se consideran las reglas de derivación
de funcionesalgebraicas:
Reglas de las cadenas
Esta propiedad asegura que si y = f(x) es una función derivable
en un cierto intervalo I,
y z = g(y) es otra función derivable y definida en otro intervalo que contiene
a todos los valores (imágenes) de la función f,
entonces lafunción compuesta
definida por (g o f) (x) = g[f(x)], es derivable en todo punto x de I y se obtiene
Ejemplo: cálculo de derivadas
Calcular la derivada de la función h(x) = sen x2.
Resolución:
La función sen x2 es una función compuesta de otras dos f(x) = x2 y g(x) = sen x.
Al ser g(x) = sen x, g'(x) = cos x, por tanto g'[f(x)] = cos f(x) = cos x2
Por la regla de la cadena,
h'(x) = g'[f(x)] · f'(x) = 2x cos x2
Resolución:
De g(x) = x3, se deduce g'(x) = 3x2. En consecuencia,
Por la regla de la cadena,
Regla de la cadena para la función potencial
Se sabe que la derivada de una función f(x) = xm es f'(x) = m · xm - 1.
Si en lugar de x se tuviese una función u(x), la derivada de u(x)m
aplicando la regla de la cadena, será:
[u(x)m]' = m · u(x)m - 1 · u'(x)
Para simplificar la notación, y a partir de ahora, se escribirá simplemente u
en lugar de u(x).
Así,
Ejercicio: cálculo de derivadas
Calcular la derivada de f(x) = (x2 + 1)3.
Resolución:
Si u = x2 + 1, u' = 2x
En este caso m = 3
f'(x) = 3 (x2 + 1)2 · 2x = 6x (x2 + 1)2
Regla de la cadena para la función logaritmo neperiano
Si en la derivada de logaritmo neperiano se sustituye x por una función de x, u(x),
en virtud de la regla de la cadena se tiene que
Ejercicio: cálculo de derivadas
Resolución:
Se calcula u' aplicando la derivada de un cociente:
Se aplica la regla de la cadena:
Hallar la derivada de f(x) = ln |sen x |
Resolución:
u = sen x; u' = cos x
Regla de la cadena para las funciones exponenciales
Si en lugar de x se tuviese una función u(x), por la regla de la cadena se tiene
que para una función f(x) = au y para otra g(x) = eu,
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