Sr Examen

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(x+ln(x/x^2+1))/(3xe^-x)

Derivada de (x+ln(x/x^2+1))/(3xe^-x)

Función f() - derivada -er orden en el punto
v

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       /x     \
x + log|-- + 1|
       | 2    |
       \x     /
---------------
         -x    
    3*x*E      
x+log(xx2+1)ex3x\frac{x + \log{\left(\frac{x}{x^{2}} + 1 \right)}}{e^{- x} 3 x}
(x + log(x/x^2 + 1))/(((3*x)*E^(-x)))
Solución detallada
  1. Se aplica la regla de la derivada parcial:

    ddxf(x)g(x)=f(x)ddxg(x)+g(x)ddxf(x)g2(x)\frac{d}{d x} \frac{f{\left(x \right)}}{g{\left(x \right)}} = \frac{- f{\left(x \right)} \frac{d}{d x} g{\left(x \right)} + g{\left(x \right)} \frac{d}{d x} f{\left(x \right)}}{g^{2}{\left(x \right)}}

    f(x)=(x+log(xx2+1))exf{\left(x \right)} = \left(x + \log{\left(\frac{x}{x^{2}} + 1 \right)}\right) e^{x} y g(x)=3xg{\left(x \right)} = 3 x.

    Para calcular ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)}:

    1. Se aplica la regla de la derivada de una multiplicación:

      ddxf(x)g(x)=f(x)ddxg(x)+g(x)ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)} g{\left(x \right)} = f{\left(x \right)} \frac{d}{d x} g{\left(x \right)} + g{\left(x \right)} \frac{d}{d x} f{\left(x \right)}

      f(x)=x+log(xx2+1)f{\left(x \right)} = x + \log{\left(\frac{x}{x^{2}} + 1 \right)}; calculamos ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)}:

      1. diferenciamos x+log(xx2+1)x + \log{\left(\frac{x}{x^{2}} + 1 \right)} miembro por miembro:

        1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

        2. Sustituimos u=xx2+1u = \frac{x}{x^{2}} + 1.

        3. Derivado log(u)\log{\left(u \right)} es 1u\frac{1}{u}.

        4. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddx(xx2+1)\frac{d}{d x} \left(\frac{x}{x^{2}} + 1\right):

          1. diferenciamos xx2+1\frac{x}{x^{2}} + 1 miembro por miembro:

            1. Se aplica la regla de la derivada parcial:

              ddxf(x)g(x)=f(x)ddxg(x)+g(x)ddxf(x)g2(x)\frac{d}{d x} \frac{f{\left(x \right)}}{g{\left(x \right)}} = \frac{- f{\left(x \right)} \frac{d}{d x} g{\left(x \right)} + g{\left(x \right)} \frac{d}{d x} f{\left(x \right)}}{g^{2}{\left(x \right)}}

              f(x)=xf{\left(x \right)} = x y g(x)=x2g{\left(x \right)} = x^{2}.

              Para calcular ddxf(x)\frac{d}{d x} f{\left(x \right)}:

              1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

              Para calcular ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

              1. Según el principio, aplicamos: x2x^{2} tenemos 2x2 x

              Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

              1x2- \frac{1}{x^{2}}

            2. La derivada de una constante 11 es igual a cero.

            Como resultado de: 1x2- \frac{1}{x^{2}}

          Como resultado de la secuencia de reglas:

          1x2(xx2+1)- \frac{1}{x^{2} \left(\frac{x}{x^{2}} + 1\right)}

        Como resultado de: 11x2(xx2+1)1 - \frac{1}{x^{2} \left(\frac{x}{x^{2}} + 1\right)}

      g(x)=exg{\left(x \right)} = e^{x}; calculamos ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

      1. Derivado exe^{x} es.

      Como resultado de: (11x2(xx2+1))ex+(x+log(xx2+1))ex\left(1 - \frac{1}{x^{2} \left(\frac{x}{x^{2}} + 1\right)}\right) e^{x} + \left(x + \log{\left(\frac{x}{x^{2}} + 1 \right)}\right) e^{x}

    Para calcular ddxg(x)\frac{d}{d x} g{\left(x \right)}:

    1. La derivada del producto de una constante por función es igual al producto de esta constante por la derivada de esta función.

      1. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

      Entonces, como resultado: 33

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    3x((11x2(xx2+1))ex+(x+log(xx2+1))ex)3(x+log(xx2+1))ex9x2\frac{3 x \left(\left(1 - \frac{1}{x^{2} \left(\frac{x}{x^{2}} + 1\right)}\right) e^{x} + \left(x + \log{\left(\frac{x}{x^{2}} + 1 \right)}\right) e^{x}\right) - 3 \left(x + \log{\left(\frac{x}{x^{2}} + 1 \right)}\right) e^{x}}{9 x^{2}}

  2. Simplificamos:

    (x3+x2log(x+1x)+x2log(x+1x)1)ex3x2(x+1)\frac{\left(x^{3} + x^{2} \log{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} + x^{2} - \log{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} - 1\right) e^{x}}{3 x^{2} \left(x + 1\right)}


Respuesta:

(x3+x2log(x+1x)+x2log(x+1x)1)ex3x2(x+1)\frac{\left(x^{3} + x^{2} \log{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} + x^{2} - \log{\left(\frac{x + 1}{x} \right)} - 1\right) e^{x}}{3 x^{2} \left(x + 1\right)}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-1000010000
Primera derivada [src]
    /    1    2 \   /       /x     \\ /     -x        -x\  2*x
    |    -- - --|   |x + log|-- + 1||*\- 3*e   + 3*x*e  /*e   
  x |     2    2|   |       | 2    ||                         
 e  |    x    x |   \       \x     //                         
---*|1 + -------| + ------------------------------------------
3*x |     x     |                         2                   
    |     -- + 1|                      9*x                    
    |      2    |                                             
    \     x     /                                             
ex3x(1+1x22x2xx2+1)+(x+log(xx2+1))(3xex3ex)e2x9x2\frac{e^{x}}{3 x} \left(1 + \frac{\frac{1}{x^{2}} - \frac{2}{x^{2}}}{\frac{x}{x^{2}} + 1}\right) + \frac{\left(x + \log{\left(\frac{x}{x^{2}} + 1 \right)}\right) \left(3 x e^{- x} - 3 e^{- x}\right) e^{2 x}}{9 x^{2}}
Segunda derivada [src]
/                                                                                         1    \   
|                                                                                 2 - ---------|   
|                                                                                       /    1\|   
|                                                                                     x*|1 + -||   
|/       /    1\\ /    /    1\            -1 + x\     /        1     \                  \    x/|  x
||x + log|1 + -||*|1 + |1 - -|*(-1 + x) - ------| + 2*|1 - ----------|*(-1 + x) + -------------|*e 
|\       \    x// \    \    x/              x   /     |     2 /    1\|               2 /    1\ |   
|                                                     |    x *|1 + -||              x *|1 + -| |   
\                                                     \       \    x//                 \    x/ /   
---------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                   2                                               
                                                3*x                                                
(2(11x2(1+1x))(x1)+(x+log(1+1x))((11x)(x1)+1x1x)+21x(1+1x)x2(1+1x))ex3x2\frac{\left(2 \left(1 - \frac{1}{x^{2} \left(1 + \frac{1}{x}\right)}\right) \left(x - 1\right) + \left(x + \log{\left(1 + \frac{1}{x} \right)}\right) \left(\left(1 - \frac{1}{x}\right) \left(x - 1\right) + 1 - \frac{x - 1}{x}\right) + \frac{2 - \frac{1}{x \left(1 + \frac{1}{x}\right)}}{x^{2} \left(1 + \frac{1}{x}\right)}\right) e^{x}}{3 x^{2}}
Tercera derivada [src]
/                                                                    /                                                                                                         /    1\         \     /         1            3    \                           \   
|                                                                    |                                                                                                         |1 - -|*(-1 + x)|   2*|3 + ----------- - ---------|            /        1    \|   
|                                                   /       /    1\\ |    /    1\                     /    2   2 \   /    1\            4*(-1 + x)   3*(-2 + x)   3*(-1 + x)   \    x/         |     |              2     /    1\|   (-1 + x)*|2 - ---------||   
|                                                   |x + log|1 + -||*|1 + |1 - -|*(-1 + x) + (-1 + x)*|1 - - + --| - |1 - -|*(-2 + x) - ---------- + ---------- + ---------- - ----------------|     |     2 /    1\    x*|1 + -||            |      /    1\||   
|                                                   \       \    x// |    \    x/                     |    x    2|   \    x/                x            x             2              x        |     |    x *|1 + -|      \    x/|            |    x*|1 + -|||   
|/        1     \ /    /    1\            -1 + x\                    \                                \        x /                                                    x                        /     \       \    x/             /            \      \    x//|  x
||1 - ----------|*|1 + |1 - -|*(-1 + x) - ------| + -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - ------------------------------- + ------------------------|*e 
||     2 /    1\| \    \    x/              x   /                                                                        3                                                                                      3 /    1\                    3 /    1\       |   
||    x *|1 + -||                                                                                                                                                                                            3*x *|1 + -|                   x *|1 + -|       |   
\\       \    x//                                                                                                                                                                                                 \    x/                      \    x/       /   
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                                                 2                                                                                                                               
                                                                                                                                x                                                                                                                                
((11x2(1+1x))((11x)(x1)+1x1x)+(x+log(1+1x))((11x)(x2)+(11x)(x1)+(x1)(12x+2x2)+1(11x)(x1)x+3(x2)x4(x1)x+3(x1)x2)3+(21x(1+1x))(x1)x3(1+1x)2(33x(1+1x)+1x2(1+1x)2)3x3(1+1x))exx2\frac{\left(\left(1 - \frac{1}{x^{2} \left(1 + \frac{1}{x}\right)}\right) \left(\left(1 - \frac{1}{x}\right) \left(x - 1\right) + 1 - \frac{x - 1}{x}\right) + \frac{\left(x + \log{\left(1 + \frac{1}{x} \right)}\right) \left(- \left(1 - \frac{1}{x}\right) \left(x - 2\right) + \left(1 - \frac{1}{x}\right) \left(x - 1\right) + \left(x - 1\right) \left(1 - \frac{2}{x} + \frac{2}{x^{2}}\right) + 1 - \frac{\left(1 - \frac{1}{x}\right) \left(x - 1\right)}{x} + \frac{3 \left(x - 2\right)}{x} - \frac{4 \left(x - 1\right)}{x} + \frac{3 \left(x - 1\right)}{x^{2}}\right)}{3} + \frac{\left(2 - \frac{1}{x \left(1 + \frac{1}{x}\right)}\right) \left(x - 1\right)}{x^{3} \left(1 + \frac{1}{x}\right)} - \frac{2 \left(3 - \frac{3}{x \left(1 + \frac{1}{x}\right)} + \frac{1}{x^{2} \left(1 + \frac{1}{x}\right)^{2}}\right)}{3 x^{3} \left(1 + \frac{1}{x}\right)}\right) e^{x}}{x^{2}}
Gráfico
Derivada de (x+ln(x/x^2+1))/(3xe^-x)