Sr Examen

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(z+i)^3*((z^2-2*i*z-1)/((z^2+1)^3*(z-3)))

Derivada de (z+i)^3*((z^2-2*i*z-1)/((z^2+1)^3*(z-3)))

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
            2             
       3   z  - 2*I*z - 1 
(z + I) *-----------------
                 3        
         / 2    \         
         \z  + 1/ *(z - 3)
$$\frac{\left(z^{2} - 2 i z\right) - 1}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)^{3}} \left(z + i\right)^{3}$$
(z + i)^3*((z^2 - 2*i*z - 1)/(((z^2 + 1)^3*(z - 3))))
Solución detallada
  1. Se aplica la regla de la derivada parcial:

    y .

    Para calcular :

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

      ; calculamos :

      1. Sustituimos .

      2. Según el principio, aplicamos: tenemos

      3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

        1. diferenciamos miembro por miembro:

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

          2. Según el principio, aplicamos: tenemos

          Como resultado de:

        Como resultado de la secuencia de reglas:

      ; calculamos :

      1. diferenciamos miembro por miembro:

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

        2. Según el principio, aplicamos: tenemos

        3. 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: tenemos

          Entonces, como resultado:

        Como resultado de:

      Como resultado de:

    Para calcular :

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

      ; calculamos :

      1. Sustituimos .

      2. Según el principio, aplicamos: tenemos

      3. Luego se aplica una cadena de reglas. Multiplicamos por :

        1. diferenciamos miembro por miembro:

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

          2. Según el principio, aplicamos: tenemos

          Como resultado de:

        Como resultado de la secuencia de reglas:

      ; calculamos :

      1. diferenciamos miembro por miembro:

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

        2. Según el principio, aplicamos: tenemos

        Como resultado de:

      Como resultado de:

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

  2. Simplificamos:


Respuesta:

Gráfica
Primera derivada [src]
         /                                 /          3               2        \                 \                                                
         |                                 |  / 2    \        / 2    \         | / 2            \|                                                
       3 |        1                        \- \z  + 1/  - 6*z*\z  + 1/ *(z - 3)/*\z  - 2*I*z - 1/|            2         1         / 2            \
(z + I) *|-----------------*(-2*I + 2*z) + ------------------------------------------------------| + 3*(z + I) *-----------------*\z  - 2*I*z - 1/
         |                3                                                   6                  |                              3                 
         |        / 2    \                                          2 / 2    \                   |                      / 2    \                  
         \(z - 3)*\z  + 1/                                   (z - 3) *\z  + 1/                   /              (z - 3)*\z  + 1/                  
$$3 \frac{1}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)^{3}} \left(z + i\right)^{2} \left(\left(z^{2} - 2 i z\right) - 1\right) + \left(z + i\right)^{3} \left(\frac{1}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)^{3}} \left(2 z - 2 i\right) + \frac{\left(- 6 z \left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)^{2} - \left(z^{2} + 1\right)^{3}\right) \left(\left(z^{2} - 2 i z\right) - 1\right)}{\left(z - 3\right)^{2} \left(z^{2} + 1\right)^{6}}\right)$$
Segunda derivada [src]
        /                     /                      /     2                                                                //     2\                /     2\      2         \       /     2               \\                                    \                                                                             \
        |                     |     /     2        \ |1 + z  + 6*z*(-3 + z)   /  1       6*z  \ /     2               \   6*\\1 + z /*(-3 + z) + 2*z*\1 + z / + 4*z *(-3 + z)/   6*z*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/|                                    |                                                                             |
        |                     |     \1 - z  + 2*I*z/*|--------------------- + |------ + ------|*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/ - ---------------------------------------------------- + ---------------------------|                                    |                                                                             |
        |                     |                      |        -3 + z          |-3 + z        2|                                                       2                                          2          |             /     2               \|                      /             /     2               \ /     2        \\|
        |        2          2 |                      \                        \         1 + z /                                                  1 + z                                      1 + z           /   4*(z - I)*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/|                      |             \1 + z  + 6*z*(-3 + z)/*\1 - z  + 2*I*z/||
(I + z)*|-6 + 6*z  - (I + z) *|-2 + ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + ---------------------------------| - 12*I*z + 6*(I + z)*|-2*I + 2*z + ----------------------------------------||
        |                     |                                                                                 /     2\                                                                                                /     2\                 |                      |                        /     2\                     ||
        \                     \                                                                                 \1 + z /*(-3 + z)                                                                                       \1 + z /*(-3 + z)        /                      \                        \1 + z /*(-3 + z)            //
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                                                                                                               3                                                                                                                                                                
                                                                                                                                                       /     2\                                                                                                                                                                 
                                                                                                                                                       \1 + z / *(-3 + z)                                                                                                                                                       
$$\frac{\left(z + i\right) \left(6 z^{2} - 12 i z - \left(z + i\right)^{2} \left(-2 + \frac{4 \left(z - i\right) \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)} + \frac{\left(- z^{2} + 2 i z + 1\right) \left(\frac{6 z \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{z^{2} + 1} + \left(\frac{6 z}{z^{2} + 1} + \frac{1}{z - 3}\right) \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right) - \frac{6 \left(4 z^{2} \left(z - 3\right) + 2 z \left(z^{2} + 1\right) + \left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)\right)}{z^{2} + 1} + \frac{z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1}{z - 3}\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)}\right) + 6 \left(z + i\right) \left(2 z - 2 i + \frac{\left(- z^{2} + 2 i z + 1\right) \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)}\right) - 6\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)^{3}}$$
Tercera derivada [src]
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     /                            /                                                                                                                                                                                                                       /  1       6*z  \ /     2               \                                                                                                                        /  1       6*z  \ //     2\                /     2\      2         \                                       /  1       6*z  \ /     2               \                               \                                                                                                                                                                                     \
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     |                            |                                                                                                                                             /          2                                                          \   |------ + ------|*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/                                                                                                                      6*|------ + ------|*\\1 + z /*(-3 + z) + 2*z*\1 + z / + 4*z *(-3 + z)/                                   6*z*|------ + ------|*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/                               |                                                                                                                                                                                     |
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     |                            |    /     2               \                             /                           2                      \     /     2               \     |  /     2\       3                2 /     2\        /     2\         |   |-3 + z        2|                                 //     2\                /     2\      2         \      //     2\                /     2\      2         \     |-3 + z        2|                                                          2 /     2               \       |-3 + z        2|                                /     2               \|             /     2                                                                //     2\                /     2\      2         \       /     2               \\                |
                                /                      /     2                                                                //     2\                /     2\      2         \       /     2               \\                                    \                                                                               3 |       2   /     2        \ |  6*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/     /     2               \ |    1         3        24*z             6*z       |   3*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/   6*\3*\1 + z /  + 8*z *(-3 + z) + 12*z *\1 + z / + 12*z*\1 + z /*(-3 + z)/   \         1 + z /                           108*z*\\1 + z /*(-3 + z) + 2*z*\1 + z / + 4*z *(-3 + z)/   18*\\1 + z /*(-3 + z) + 2*z*\1 + z / + 4*z *(-3 + z)/     \         1 + z /                                                      84*z *\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/       \         1 + z /                           24*z*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/|             |1 + z  + 6*z*(-3 + z)   /  1       6*z  \ /     2               \   6*\\1 + z /*(-3 + z) + 2*z*\1 + z / + 4*z *(-3 + z)/   6*z*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/|                |
                                |     /     2        \ |1 + z  + 6*z*(-3 + z)   /  1       6*z  \ /     2               \   6*\\1 + z /*(-3 + z) + 2*z*\1 + z / + 4*z *(-3 + z)/   6*z*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/|                                    |                                                                        (I + z) *|6 + 6*z  - \1 - z  + 2*I*z/*|- ------------------------- + 2*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/*|--------- - ------ + --------- + -----------------| + ------------------------- + ------------------------------------------------------------------------- + ----------------------------------------- - -------------------------------------------------------- - ----------------------------------------------------- - ---------------------------------------------------------------------- + ----------------------------- + --------------------------------------------- + ----------------------------| - 6*(z - I)*|--------------------- + |------ + ------|*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/ - ---------------------------------------------------- + ---------------------------| + 36*z*(-3 + z)|
                                |     \1 - z  + 2*I*z/*|--------------------- + |------ + ------|*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/ - ---------------------------------------------------- + ---------------------------|                                    |                                                                                 |                            |                 2                                      |        2        2           2   /     2\         |                   2                                                   2                                                     -3 + z                                                   2                                             /     2\                                                                   2                                                     2                                      2                           /     2\               |             |        -3 + z          |-3 + z        2|                                                       2                                          2          |                |
                                |                      |        -3 + z          |-3 + z        2|                                                       2                                          2          |             /     2               \|              /             /     2               \ /     2        \\            |                            |            1 + z                                       |(-3 + z)    1 + z    /     2\    \1 + z /*(-3 + z)|           (-3 + z)                                            /     2\                                                                                                       /     2\                                              \1 + z /*(-3 + z)                                                     1 + z                                              /     2\                                  1 + z                            \1 + z /*(-3 + z)      |             \                        \         1 + z /                                                  1 + z                                      1 + z           /                |
        2                     2 |                      \                        \         1 + z /                                                  1 + z                                      1 + z           /   4*(z - I)*\1 + z  + 6*z*(-3 + z)/|              |             \1 + z  + 6*z*(-3 + z)/*\1 - z  + 2*I*z/|            \                            \                                                        \                     \1 + z /                     /                                                               \1 + z /                                                                                                       \1 + z /                                                                                                                                                                       \1 + z /                                                                                          /                                                                                                                                                                                     /
-6 + 6*z  - 12*I*z - 9*(I + z) *|-2 + ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- + ---------------------------------| + 18*(I + z)*|-2*I + 2*z + ----------------------------------------| - ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                |                                                                                 /     2\                                                                                                /     2\                 |              |                        /     2\                     |                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               /     2\                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     
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                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          /     2\                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   
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$$\frac{6 z^{2} - 12 i z - 9 \left(z + i\right)^{2} \left(-2 + \frac{4 \left(z - i\right) \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)} + \frac{\left(- z^{2} + 2 i z + 1\right) \left(\frac{6 z \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{z^{2} + 1} + \left(\frac{6 z}{z^{2} + 1} + \frac{1}{z - 3}\right) \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right) - \frac{6 \left(4 z^{2} \left(z - 3\right) + 2 z \left(z^{2} + 1\right) + \left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)\right)}{z^{2} + 1} + \frac{z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1}{z - 3}\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)}\right) + 18 \left(z + i\right) \left(2 z - 2 i + \frac{\left(- z^{2} + 2 i z + 1\right) \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)}\right) - 6 - \frac{\left(z + i\right)^{3} \left(6 z^{2} + 36 z \left(z - 3\right) - 6 \left(z - i\right) \left(\frac{6 z \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{z^{2} + 1} + \left(\frac{6 z}{z^{2} + 1} + \frac{1}{z - 3}\right) \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right) - \frac{6 \left(4 z^{2} \left(z - 3\right) + 2 z \left(z^{2} + 1\right) + \left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)\right)}{z^{2} + 1} + \frac{z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1}{z - 3}\right) - \left(- z^{2} + 2 i z + 1\right) \left(\frac{84 z^{2} \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{\left(z^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{6 z \left(\frac{6 z}{z^{2} + 1} + \frac{1}{z - 3}\right) \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{z^{2} + 1} - \frac{108 z \left(4 z^{2} \left(z - 3\right) + 2 z \left(z^{2} + 1\right) + \left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)\right)}{\left(z^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{24 z \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)} + 2 \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right) \left(\frac{24 z^{2}}{\left(z^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{6 z}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)} - \frac{3}{z^{2} + 1} + \frac{1}{\left(z - 3\right)^{2}}\right) - \frac{6 \left(\frac{6 z}{z^{2} + 1} + \frac{1}{z - 3}\right) \left(4 z^{2} \left(z - 3\right) + 2 z \left(z^{2} + 1\right) + \left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)\right)}{z^{2} + 1} - \frac{6 \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{z^{2} + 1} + \frac{6 \left(8 z^{3} \left(z - 3\right) + 12 z^{2} \left(z^{2} + 1\right) + 12 z \left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right) + 3 \left(z^{2} + 1\right)^{2}\right)}{\left(z^{2} + 1\right)^{2}} + \frac{\left(\frac{6 z}{z^{2} + 1} + \frac{1}{z - 3}\right) \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{z - 3} - \frac{18 \left(4 z^{2} \left(z - 3\right) + 2 z \left(z^{2} + 1\right) + \left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)} + \frac{3 \left(z^{2} + 6 z \left(z - 3\right) + 1\right)}{\left(z - 3\right)^{2}}\right) + 6\right)}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)}}{\left(z - 3\right) \left(z^{2} + 1\right)^{3}}$$
Gráfico
Derivada de (z+i)^3*((z^2-2*i*z-1)/((z^2+1)^3*(z-3)))