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(z-2i)^2(z-1)/(z^2+4)^2

Derivada de (z-2i)^2(z-1)/(z^2+4)^2

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
         2        
(z - 2*I) *(z - 1)
------------------
            2     
    / 2    \      
    \z  + 4/      
(z1)(z2i)2(z2+4)2\frac{\left(z - 1\right) \left(z - 2 i\right)^{2}}{\left(z^{2} + 4\right)^{2}}
((z - 2*i)^2*(z - 1))/(z^2 + 4)^2
Solución detallada
  1. Se aplica la regla de la derivada parcial:

    ddzf(z)g(z)=f(z)ddzg(z)+g(z)ddzf(z)g2(z)\frac{d}{d z} \frac{f{\left(z \right)}}{g{\left(z \right)}} = \frac{- f{\left(z \right)} \frac{d}{d z} g{\left(z \right)} + g{\left(z \right)} \frac{d}{d z} f{\left(z \right)}}{g^{2}{\left(z \right)}}

    f(z)=(z1)(z2i)2f{\left(z \right)} = \left(z - 1\right) \left(z - 2 i\right)^{2} y g(z)=(z2+4)2g{\left(z \right)} = \left(z^{2} + 4\right)^{2}.

    Para calcular ddzf(z)\frac{d}{d z} f{\left(z \right)}:

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

      ddzf(z)g(z)=f(z)ddzg(z)+g(z)ddzf(z)\frac{d}{d z} f{\left(z \right)} g{\left(z \right)} = f{\left(z \right)} \frac{d}{d z} g{\left(z \right)} + g{\left(z \right)} \frac{d}{d z} f{\left(z \right)}

      f(z)=(z2i)2f{\left(z \right)} = \left(z - 2 i\right)^{2}; calculamos ddzf(z)\frac{d}{d z} f{\left(z \right)}:

      1. Sustituimos u=z2iu = z - 2 i.

      2. Según el principio, aplicamos: u2u^{2} tenemos 2u2 u

      3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddz(z2i)\frac{d}{d z} \left(z - 2 i\right):

        1. diferenciamos z2iz - 2 i miembro por miembro:

          1. Según el principio, aplicamos: zz tenemos 11

          2. La derivada de una constante 2i- 2 i es igual a cero.

          Como resultado de: 11

        Como resultado de la secuencia de reglas:

        2z4i2 z - 4 i

      g(z)=z1g{\left(z \right)} = z - 1; calculamos ddzg(z)\frac{d}{d z} g{\left(z \right)}:

      1. diferenciamos z1z - 1 miembro por miembro:

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

        2. Según el principio, aplicamos: zz tenemos 11

        Como resultado de: 11

      Como resultado de: (z1)(2z4i)+(z2i)2\left(z - 1\right) \left(2 z - 4 i\right) + \left(z - 2 i\right)^{2}

    Para calcular ddzg(z)\frac{d}{d z} g{\left(z \right)}:

    1. Sustituimos u=z2+4u = z^{2} + 4.

    2. Según el principio, aplicamos: u2u^{2} tenemos 2u2 u

    3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por ddz(z2+4)\frac{d}{d z} \left(z^{2} + 4\right):

      1. diferenciamos z2+4z^{2} + 4 miembro por miembro:

        1. La derivada de una constante 44 es igual a cero.

        2. Según el principio, aplicamos: z2z^{2} tenemos 2z2 z

        Como resultado de: 2z2 z

      Como resultado de la secuencia de reglas:

      2z(2z2+8)2 z \left(2 z^{2} + 8\right)

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    2z(z1)(z2i)2(2z2+8)+(z2+4)2((z1)(2z4i)+(z2i)2)(z2+4)4\frac{- 2 z \left(z - 1\right) \left(z - 2 i\right)^{2} \left(2 z^{2} + 8\right) + \left(z^{2} + 4\right)^{2} \left(\left(z - 1\right) \left(2 z - 4 i\right) + \left(z - 2 i\right)^{2}\right)}{\left(z^{2} + 4\right)^{4}}

  2. Simplificamos:

    (z2i)(4z(z1)(z2i)+(z2+4)(3z22i))(z2+4)3\frac{\left(z - 2 i\right) \left(- 4 z \left(z - 1\right) \left(z - 2 i\right) + \left(z^{2} + 4\right) \left(3 z - 2 - 2 i\right)\right)}{\left(z^{2} + 4\right)^{3}}


Respuesta:

(z2i)(4z(z1)(z2i)+(z2+4)(3z22i))(z2+4)3\frac{\left(z - 2 i\right) \left(- 4 z \left(z - 1\right) \left(z - 2 i\right) + \left(z^{2} + 4\right) \left(3 z - 2 - 2 i\right)\right)}{\left(z^{2} + 4\right)^{3}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-10100.02-0.02
Primera derivada [src]
         2                                       2        
(z - 2*I)  + (z - 1)*(-4*I + 2*z)   4*z*(z - 2*I) *(z - 1)
--------------------------------- - ----------------------
                    2                             3       
            / 2    \                      / 2    \        
            \z  + 4/                      \z  + 4/        
4z(z1)(z2i)2(z2+4)3+(z1)(2z4i)+(z2i)2(z2+4)2- \frac{4 z \left(z - 1\right) \left(z - 2 i\right)^{2}}{\left(z^{2} + 4\right)^{3}} + \frac{\left(z - 1\right) \left(2 z - 4 i\right) + \left(z - 2 i\right)^{2}}{\left(z^{2} + 4\right)^{2}}
Segunda derivada [src]
  /                                                                        /         2 \\
  |                                                             2          |      6*z  ||
  |                                                  2*(z - 2*I) *(-1 + z)*|-1 + ------||
  |                                                                        |          2||
  |                 4*z*(z - 2*I)*(-2 - 2*I + 3*z)                         \     4 + z /|
2*|-1 - 4*I + 3*z - ------------------------------ + -----------------------------------|
  |                                  2                                   2              |
  \                             4 + z                               4 + z               /
-----------------------------------------------------------------------------------------
                                                2                                        
                                        /     2\                                         
                                        \4 + z /                                         
2(4z(z2i)(3z22i)z2+4+3z+2(z1)(z2i)2(6z2z2+41)z2+414i)(z2+4)2\frac{2 \left(- \frac{4 z \left(z - 2 i\right) \left(3 z - 2 - 2 i\right)}{z^{2} + 4} + 3 z + \frac{2 \left(z - 1\right) \left(z - 2 i\right)^{2} \left(\frac{6 z^{2}}{z^{2} + 4} - 1\right)}{z^{2} + 4} - 1 - 4 i\right)}{\left(z^{2} + 4\right)^{2}}
Tercera derivada [src]
  /                            /         2 \                                                      /         2 \\
  |                            |      6*z  |                                           2          |      8*z  ||
  |                          2*|-1 + ------|*(z - 2*I)*(-2 - 2*I + 3*z)   4*z*(z - 2*I) *(-1 + z)*|-3 + ------||
  |                            |          2|                                                      |          2||
  |    4*z*(1 - 3*z + 4*I)     \     4 + z /                                                      \     4 + z /|
6*|1 + ------------------- + ------------------------------------------ - -------------------------------------|
  |                2                                2                                           2              |
  |           4 + z                            4 + z                                    /     2\               |
  \                                                                                     \4 + z /               /
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                           2                                                    
                                                   /     2\                                                     
                                                   \4 + z /                                                     
6(4z(z1)(z2i)2(8z2z2+43)(z2+4)2+4z(3z+1+4i)z2+4+2(z2i)(6z2z2+41)(3z22i)z2+4+1)(z2+4)2\frac{6 \left(- \frac{4 z \left(z - 1\right) \left(z - 2 i\right)^{2} \left(\frac{8 z^{2}}{z^{2} + 4} - 3\right)}{\left(z^{2} + 4\right)^{2}} + \frac{4 z \left(- 3 z + 1 + 4 i\right)}{z^{2} + 4} + \frac{2 \left(z - 2 i\right) \left(\frac{6 z^{2}}{z^{2} + 4} - 1\right) \left(3 z - 2 - 2 i\right)}{z^{2} + 4} + 1\right)}{\left(z^{2} + 4\right)^{2}}
Gráfico
Derivada de (z-2i)^2(z-1)/(z^2+4)^2