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Derivada de x^n/sqrt(1+x^(2*n))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
       n     
      x      
-------------
   __________
  /      2*n 
\/  1 + x    
xnx2n+1\frac{x^{n}}{\sqrt{x^{2 n} + 1}}
x^n/sqrt(1 + x^(2*n))
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)=xnf{\left(x \right)} = x^{n} y g(x)=x2n+1g{\left(x \right)} = \sqrt{x^{2 n} + 1}.

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

    1. Según el principio, aplicamos: xnx^{n} tenemos nxnx\frac{n x^{n}}{x}

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

    1. Sustituimos u=x2n+1u = x^{2 n} + 1.

    2. Según el principio, aplicamos: u\sqrt{u} tenemos 12u\frac{1}{2 \sqrt{u}}

    3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por x(x2n+1)\frac{\partial}{\partial x} \left(x^{2 n} + 1\right):

      1. diferenciamos x2n+1x^{2 n} + 1 miembro por miembro:

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

        2. Según el principio, aplicamos: x2nx^{2 n} tenemos 2nx2nx\frac{2 n x^{2 n}}{x}

        Como resultado de: 2nx2nx\frac{2 n x^{2 n}}{x}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      nx2nxx2n+1\frac{n x^{2 n}}{x \sqrt{x^{2 n} + 1}}

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    nx3nxx2n+1+nxnx2n+1xx2n+1\frac{- \frac{n x^{3 n}}{x \sqrt{x^{2 n} + 1}} + \frac{n x^{n} \sqrt{x^{2 n} + 1}}{x}}{x^{2 n} + 1}

  2. Simplificamos:

    nxn1(x2n+1)32\frac{n x^{n - 1}}{\left(x^{2 n} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}


Respuesta:

nxn1(x2n+1)32\frac{n x^{n - 1}}{\left(x^{2 n} + 1\right)^{\frac{3}{2}}}

Primera derivada [src]
         n                3*n    
      n*x              n*x       
--------------- - ---------------
     __________               3/2
    /      2*n      /     2*n\   
x*\/  1 + x       x*\1 + x   /   
nx3nx(x2n+1)32+nxnxx2n+1- \frac{n x^{3 n}}{x \left(x^{2 n} + 1\right)^{\frac{3}{2}}} + \frac{n x^{n}}{x \sqrt{x^{2 n} + 1}}
Segunda derivada [src]
     /              /               2*n\           \
     |          2*n |          3*n*x   |           |
     |         x   *|1 - 2*n + --------|           |
     |              |               2*n|        2*n|
   n |              \          1 + x   /   2*n*x   |
n*x *|-1 + n + ------------------------- - --------|
     |                       2*n                2*n|
     \                  1 + x              1 + x   /
----------------------------------------------------
                        __________                  
                   2   /      2*n                   
                  x *\/  1 + x                      
nxn(2nx2nx2n+1+n+x2n(3nx2nx2n+12n+1)x2n+11)x2x2n+1\frac{n x^{n} \left(- \frac{2 n x^{2 n}}{x^{2 n} + 1} + n + \frac{x^{2 n} \left(\frac{3 n x^{2 n}}{x^{2 n} + 1} - 2 n + 1\right)}{x^{2 n} + 1} - 1\right)}{x^{2} \sqrt{x^{2 n} + 1}}
Tercera derivada [src]
     /                    /                     2  2*n        2*n        2  4*n\                                                    \
     |                2*n |             2   18*n *x      9*n*x       15*n *x   |                                /               2*n\|
     |               x   *|2 - 6*n + 4*n  - ---------- + -------- + -----------|                            2*n |          3*n*x   ||
     |                    |                       2*n         2*n             2|                       3*n*x   *|1 - 2*n + --------||
     |                    |                  1 + x       1 + x      /     2*n\ |        2*n                     |               2*n||
   n |     2              \                                         \1 + x   / /   3*n*x   *(-1 + n)            \          1 + x   /|
n*x *|2 + n  - 3*n - ----------------------------------------------------------- - ----------------- + -----------------------------|
     |                                              2*n                                      2*n                       2*n          |
     \                                         1 + x                                    1 + x                     1 + x             /
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                 __________                                                          
                                                            3   /      2*n                                                           
                                                           x *\/  1 + x                                                              
nxn(n23nx2n(n1)x2n+1+3nx2n(3nx2nx2n+12n+1)x2n+13nx2n(15n2x4n(x2n+1)218n2x2nx2n+1+4n2+9nx2nx2n+16n+2)x2n+1+2)x3x2n+1\frac{n x^{n} \left(n^{2} - \frac{3 n x^{2 n} \left(n - 1\right)}{x^{2 n} + 1} + \frac{3 n x^{2 n} \left(\frac{3 n x^{2 n}}{x^{2 n} + 1} - 2 n + 1\right)}{x^{2 n} + 1} - 3 n - \frac{x^{2 n} \left(\frac{15 n^{2} x^{4 n}}{\left(x^{2 n} + 1\right)^{2}} - \frac{18 n^{2} x^{2 n}}{x^{2 n} + 1} + 4 n^{2} + \frac{9 n x^{2 n}}{x^{2 n} + 1} - 6 n + 2\right)}{x^{2 n} + 1} + 2\right)}{x^{3} \sqrt{x^{2 n} + 1}}