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

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

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

Gráfico:

interior superior

Definida a trozos:

Solución

Ha introducido [src]
           z 
  (z - I)*E  
-------------
 4      2    
z  + 2*z  + 1
ez(zi)(z4+2z2)+1\frac{e^{z} \left(z - i\right)}{\left(z^{4} + 2 z^{2}\right) + 1}
((z - i)*E^z)/(z^4 + 2*z^2 + 1)
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)=(zi)ezf{\left(z \right)} = \left(z - i\right) e^{z} y g(z)=z4+2z2+1g{\left(z \right)} = z^{4} + 2 z^{2} + 1.

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

      1. diferenciamos ziz - i miembro por miembro:

        1. Según el principio, aplicamos: zz tenemos 11

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

        Como resultado de: 11

      g(z)=ezg{\left(z \right)} = e^{z}; calculamos ddzg(z)\frac{d}{d z} g{\left(z \right)}:

      1. Derivado eze^{z} es.

      Como resultado de: (zi)ez+ez\left(z - i\right) e^{z} + e^{z}

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

    1. diferenciamos z4+2z2+1z^{4} + 2 z^{2} + 1 miembro por miembro:

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

      2. Según el principio, aplicamos: z4z^{4} tenemos 4z34 z^{3}

      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: z2z^{2} tenemos 2z2 z

        Entonces, como resultado: 4z4 z

      Como resultado de: 4z3+4z4 z^{3} + 4 z

    Ahora aplicamos la regla de la derivada de una divesión:

    (zi)(4z3+4z)ez+((zi)ez+ez)(z4+2z2+1)(z4+2z2+1)2\frac{- \left(z - i\right) \left(4 z^{3} + 4 z\right) e^{z} + \left(\left(z - i\right) e^{z} + e^{z}\right) \left(z^{4} + 2 z^{2} + 1\right)}{\left(z^{4} + 2 z^{2} + 1\right)^{2}}

  2. Simplificamos:

    (4z(zi)(z2+1)+(z+1i)(z4+2z2+1))ez(z4+2z2+1)2\frac{\left(- 4 z \left(z - i\right) \left(z^{2} + 1\right) + \left(z + 1 - i\right) \left(z^{4} + 2 z^{2} + 1\right)\right) e^{z}}{\left(z^{4} + 2 z^{2} + 1\right)^{2}}


Respuesta:

(4z(zi)(z2+1)+(z+1i)(z4+2z2+1))ez(z4+2z2+1)2\frac{\left(- 4 z \left(z - i\right) \left(z^{2} + 1\right) + \left(z + 1 - i\right) \left(z^{4} + 2 z^{2} + 1\right)\right) e^{z}}{\left(z^{4} + 2 z^{2} + 1\right)^{2}}

Gráfica
02468-8-6-4-2-10100.02-0.02
Primera derivada [src]
 z            z           /          3\  z
E  + (z - I)*e    (z - I)*\-4*z - 4*z /*e 
--------------- + ------------------------
  4      2                           2    
 z  + 2*z  + 1        / 4      2    \     
                      \z  + 2*z  + 1/     
ez+(zi)ez(z4+2z2)+1+(zi)(4z34z)ez((z4+2z2)+1)2\frac{e^{z} + \left(z - i\right) e^{z}}{\left(z^{4} + 2 z^{2}\right) + 1} + \frac{\left(z - i\right) \left(- 4 z^{3} - 4 z\right) e^{z}}{\left(\left(z^{4} + 2 z^{2}\right) + 1\right)^{2}}
Segunda derivada [src]
/                      /                        2\                           \   
|                      |              2 /     2\ |                           |   
|                      |       2   8*z *\1 + z / |                           |   
|            4*(z - I)*|1 + 3*z  - --------------|                           |   
|                      |                4      2 |       /     2\            |   
|                      \           1 + z  + 2*z  /   8*z*\1 + z /*(1 + z - I)|  z
|2 + z - I - ------------------------------------- - ------------------------|*e 
|                             4      2                         4      2      |   
\                        1 + z  + 2*z                     1 + z  + 2*z       /   
---------------------------------------------------------------------------------
                                       4      2                                  
                                  1 + z  + 2*z                                   
(8z(z2+1)(z+1i)z4+2z2+1+z4(zi)(8z2(z2+1)2z4+2z2+1+3z2+1)z4+2z2+1+2i)ezz4+2z2+1\frac{\left(- \frac{8 z \left(z^{2} + 1\right) \left(z + 1 - i\right)}{z^{4} + 2 z^{2} + 1} + z - \frac{4 \left(z - i\right) \left(- \frac{8 z^{2} \left(z^{2} + 1\right)^{2}}{z^{4} + 2 z^{2} + 1} + 3 z^{2} + 1\right)}{z^{4} + 2 z^{2} + 1} + 2 - i\right) e^{z}}{z^{4} + 2 z^{2} + 1}
Tercera derivada [src]
/                                                                      /                                          3 \                            \   
|                           /                        2\                |      /     2\ /       2\       2 /     2\  |                            |   
|                           |              2 /     2\ |                |    4*\1 + z /*\1 + 3*z /   16*z *\1 + z /  |                            |   
|                           |       2   8*z *\1 + z / |   24*z*(z - I)*|1 - --------------------- + ----------------|                            |   
|            12*(1 + z - I)*|1 + 3*z  - --------------|                |             4      2                      2|                            |   
|                           |                4      2 |                |        1 + z  + 2*z        /     4      2\ |        /     2\            |   
|                           \           1 + z  + 2*z  /                \                            \1 + z  + 2*z / /   12*z*\1 + z /*(2 + z - I)|  z
|3 + z - I - ------------------------------------------ - ----------------------------------------------------------- - -------------------------|*e 
|                               4      2                                              4      2                                     4      2      |   
\                          1 + z  + 2*z                                          1 + z  + 2*z                                 1 + z  + 2*z       /   
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
                                                                         4      2                                                                    
                                                                    1 + z  + 2*z                                                                     
(24z(zi)(16z2(z2+1)3(z4+2z2+1)24(z2+1)(3z2+1)z4+2z2+1+1)z4+2z2+112z(z2+1)(z+2i)z4+2z2+1+z12(z+1i)(8z2(z2+1)2z4+2z2+1+3z2+1)z4+2z2+1+3i)ezz4+2z2+1\frac{\left(- \frac{24 z \left(z - i\right) \left(\frac{16 z^{2} \left(z^{2} + 1\right)^{3}}{\left(z^{4} + 2 z^{2} + 1\right)^{2}} - \frac{4 \left(z^{2} + 1\right) \left(3 z^{2} + 1\right)}{z^{4} + 2 z^{2} + 1} + 1\right)}{z^{4} + 2 z^{2} + 1} - \frac{12 z \left(z^{2} + 1\right) \left(z + 2 - i\right)}{z^{4} + 2 z^{2} + 1} + z - \frac{12 \left(z + 1 - i\right) \left(- \frac{8 z^{2} \left(z^{2} + 1\right)^{2}}{z^{4} + 2 z^{2} + 1} + 3 z^{2} + 1\right)}{z^{4} + 2 z^{2} + 1} + 3 - i\right) e^{z}}{z^{4} + 2 z^{2} + 1}
Gráfico
Derivada de (z-i)*e^z/(z^4+2z^2+1)