Sr Examen

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Derivada de y=ln\sqrt((2x)/(x+1))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
   log(x)  
-----------
    _______
   /  2*x  
  /  ----- 
\/   x + 1 
log(x)2xx+1\frac{\log{\left(x \right)}}{\sqrt{\frac{2 x}{x + 1}}}
log(x)/sqrt((2*x)/(x + 1))
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)=log(x)f{\left(x \right)} = \log{\left(x \right)} y g(x)=2xx+1g{\left(x \right)} = \sqrt{\frac{2 x}{x + 1}}.

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

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

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

    1. Sustituimos u=2xx+1u = \frac{2 x}{x + 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 ddx2xx+1\frac{d}{d x} \frac{2 x}{x + 1}:

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

        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)=x+1g{\left(x \right)} = x + 1.

          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. diferenciamos x+1x + 1 miembro por miembro:

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

            2. Según el principio, aplicamos: xx tenemos 11

            Como resultado de: 11

          Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

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

        Entonces, como resultado: 2(x+1)2\frac{2}{\left(x + 1\right)^{2}}

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      22xx+1(x+1)2\frac{\sqrt{2}}{2 \sqrt{\frac{x}{x + 1}} \left(x + 1\right)^{2}}

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    (x+1)(2log(x)2xx+1(x+1)2+2xx+1x)2x\frac{\left(x + 1\right) \left(- \frac{\sqrt{2} \log{\left(x \right)}}{2 \sqrt{\frac{x}{x + 1}} \left(x + 1\right)^{2}} + \frac{\sqrt{2} \sqrt{\frac{x}{x + 1}}}{x}\right)}{2 x}

  2. Simplificamos:

    2(2xlog(x)+2)4xxx+1(x+1)\frac{\sqrt{2} \left(2 x - \log{\left(x \right)} + 2\right)}{4 x \sqrt{\frac{x}{x + 1}} \left(x + 1\right)}


Respuesta:

2(2xlog(x)+2)4xxx+1(x+1)\frac{\sqrt{2} \left(2 x - \log{\left(x \right)} + 2\right)}{4 x \sqrt{\frac{x}{x + 1}} \left(x + 1\right)}

Gráfica
02468-8-6-4-2-1010-5050
Primera derivada [src]
                      ___                                      
                    \/ 2              /  1        x    \       
                -------------*(x + 1)*|----- - --------|*log(x)
                      _______         |x + 1          2|       
                     /   x            \        (x + 1) /       
                2*  /  -----                                   
      1           \/   x + 1                                   
------------- - -----------------------------------------------
      _______                         2*x                      
     /  2*x                                                    
x*  /  -----                                                   
  \/   x + 1                                                   
22xx+1(x+1)(x(x+1)2+1x+1)log(x)2x+1x2xx+1- \frac{\frac{\sqrt{2}}{2 \sqrt{\frac{x}{x + 1}}} \left(x + 1\right) \left(- \frac{x}{\left(x + 1\right)^{2}} + \frac{1}{x + 1}\right) \log{\left(x \right)}}{2 x} + \frac{1}{x \sqrt{2} \sqrt{\frac{x}{x + 1}}}
Segunda derivada [src]
      /        /       x  \                /                   x  \       \
      |      4*|-1 + -----|                |            -1 + -----|       |
  ___ |  4     \     1 + x/   /       x  \ |2     2          1 + x|       |
\/ 2 *|- - + -------------- - |-1 + -----|*|- + ----- - ----------|*log(x)|
      \  x         x          \     1 + x/ \x   1 + x       x     /       /
---------------------------------------------------------------------------
                                      _______                              
                                     /   x                                 
                              8*x*  /  -----                               
                                  \/   1 + x                               
2((xx+11)(2x+1xx+11x+2x)log(x)+4(xx+11)x4x)8xxx+1\frac{\sqrt{2} \left(- \left(\frac{x}{x + 1} - 1\right) \left(\frac{2}{x + 1} - \frac{\frac{x}{x + 1} - 1}{x} + \frac{2}{x}\right) \log{\left(x \right)} + \frac{4 \left(\frac{x}{x + 1} - 1\right)}{x} - \frac{4}{x}\right)}{8 x \sqrt{\frac{x}{x + 1}}}
Tercera derivada [src]
      /                                                                             /                            2                                              \       \
      |                                                                             |                /       x  \      /       x  \                 /       x  \|       |
      |                                     /                   x  \                |                |-1 + -----|    6*|-1 + -----|               6*|-1 + -----||       |
      |                                     |            -1 + -----|   /       x  \ |8       8       \     1 + x/      \     1 + x/       8         \     1 + x/|       |
      |       /       x  \     /       x  \ |2     2          1 + x|   |-1 + -----|*|-- + -------- + ------------- - -------------- + --------- - --------------|*log(x)|
      |     3*|-1 + -----|   3*|-1 + -----|*|- + ----- - ----------|   \     1 + x/ | 2          2          2               2         x*(1 + x)     x*(1 + x)   |       |
  ___ |1      \     1 + x/     \     1 + x/ \x   1 + x       x     /                \x    (1 + x)          x               x                                    /       |
\/ 2 *|-- - -------------- - --------------------------------------- + -------------------------------------------------------------------------------------------------|
      | 2           2                          8*x                                                                     16                                               |
      \x         4*x                                                                                                                                                    /
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                    _______                                                                              
                                                                                   /   x                                                                                 
                                                                              x*  /  -----                                                                               
                                                                                \/   1 + x                                                                               
2((xx+11)(8(x+1)26(xx+11)x(x+1)+8x(x+1)+(xx+11)2x26(xx+11)x2+8x2)log(x)163(xx+11)(2x+1xx+11x+2x)8x3(xx+11)4x2+1x2)xxx+1\frac{\sqrt{2} \left(\frac{\left(\frac{x}{x + 1} - 1\right) \left(\frac{8}{\left(x + 1\right)^{2}} - \frac{6 \left(\frac{x}{x + 1} - 1\right)}{x \left(x + 1\right)} + \frac{8}{x \left(x + 1\right)} + \frac{\left(\frac{x}{x + 1} - 1\right)^{2}}{x^{2}} - \frac{6 \left(\frac{x}{x + 1} - 1\right)}{x^{2}} + \frac{8}{x^{2}}\right) \log{\left(x \right)}}{16} - \frac{3 \left(\frac{x}{x + 1} - 1\right) \left(\frac{2}{x + 1} - \frac{\frac{x}{x + 1} - 1}{x} + \frac{2}{x}\right)}{8 x} - \frac{3 \left(\frac{x}{x + 1} - 1\right)}{4 x^{2}} + \frac{1}{x^{2}}\right)}{x \sqrt{\frac{x}{x + 1}}}