la frase

Así como los objetos más fáciles de ver no son los demasiado grandes ni los demasiado pequeños, también las ideas más fáciles en matemáticas no son las demasiado complejas ni las demasiado simples.

Bertrand Arthur William Russell

miércoles, 17 de octubre de 2012

derivación implicita


EJERCICIOS PLANTEADOS
1-)  y=-2(3x+4)3-2x   CON  x= -1
2-)  y=(5x-4)2+3x2      CON  x= -2
SOLUCION  PRIMER EJERCICIO
y=-2(3x+4)3-2x   CON   x= -1
primero reemplazamos  X en la ecuación inicial y nos  queda así:
y=-2(3(-1)+4)3-2(-1)   CON   x= -1
y al resolver estas operaciones  nos queda así:
y=-2(-3+4)3-2(-1)
y=-2(1)3-2(-1)
y=-2(1)-2(-1)
y=-2(1)+2
y=-2+2
y=0
en este punto ya conocemos el valor de Y, ahora sigue derivar la ecuación principal o inicial, y asi obtendremos el valor de la pendiente (m), derivemos:
debemos aplicar aquí la regla de la cadena, derivando primero externamente y luego internamente asi:
el primer termino es    -2(3x+4)3   y la derivada externa se hace bajando el exponente  3   y multiplicarlo por   -2  que es el factor del paréntesis y reescribir el termino restándole uno al exponente y nos queda entonces  (3)(-2)(3x+4)2  , luego hacemos la derivada interna que es derivar al interior del paréntesis donde tenemos  3x+4, la derivada de 3x es 3 porque se multiplica el uno que tiene la x como exponente por el 3 y nos da 3, y al restarle 1 al exponente de la x pues esta desaparece y por eso nos queda que la derivada de 3x es 3, y la derivada de 4 es cero porque la derivada de una constante siempre es cero.
Luego derivamos el segundo termino de la ecuación inicial que es -2x y nos queda que es igual a  -2.
Ahora ya tenemos las derivadas de la ecuación inicial y reescribimos el ejercicio:
y=-2(3x+4)3-2x
y’=(3)(-2)(3x+4)2(3)-2
y’=-6(3x+4)2(3)-2
y’=-18(3x+4)2-2
ahora como ya tenemos  y’ ,  reemplazamos de nuevo la x en esta ecuación y asi hallamos el valor de  la pendiente (m):
m=-18(3x+4)2-2
m=-18(3(-1)+4)2-2
m=-18(-3+4)2-2
m=-18(1)2-2
m=-18(1)-2
m=-18-2
m=-20
la ecuación general de la recta nos doce que   y=mx+b,  como ya tenemos los valores de y, m, Y  x, podemos averiguar el valor de b que es  el que nos falta:
y=0,  m=-20, x=-1 entonces
0=-20(-1)+b
0=20+b
-20=b
b=-20
ahora como ya tenemos el valor de todas las incognitas, reescribimos la ecuación general de la recta que no quedaría asi:
y=-20x-20,     que es la ecuación general de la recta tangente a la grafica de la función
y=-2(3x+4)3-2x  , esta recta tangente corta esta grafica en el punto (-1, 0) y corta el eje y en  -20.
SOLUCION  SEGUNDO EJERCICIO
y=(5x-4)2+3x2      CON  x= -2
primero reemplazamos  X en la ecuación inicial y nos  queda asi:
y=(5(-2)-4)2+3(-2)2      CON  x= -2
y al resolver estas operaciones  nos queda asi:
y=(5(-2)-4)2+3(-2)2
y=(-10-4)2+3(4)
y=(-14)2+12
y=196+12
y=208
en este punto ya conocemos el valor de Y, ahora sigue derivar la ecuación principal o inicial, y asi obtendremos el valor de la pendiente (m), derivemos:
debemos aplicar aquí la regla de la cadena, derivando primero externamente y luego internamente asi:
el primer termino es    (5x-4)2   y la derivada externa se hace bajando el exponente   2   y multiplicarlo por  el paréntesis y reescribir el termino restándole uno al exponente y nos queda entonces  2(5x-4)  , luego hacemos la derivada interna que es derivar al interior del paréntesis donde tenemos  5x-4, la derivada de 5x es 5 porque se multiplica el uno que tiene la x como exponente por el 5 y nos da 5, y al restarle 1 al exponente de la x pues esta desaparece y por eso nos queda que la derivada de 5x es 5, y la derivada de -4 es cero porque la derivada de una constante siempre es cero.
Luego derivamos el segundo termino de la ecuación inicial que es 3x2 y nos queda que es igual a  6X.
Ahora ya tenemos las derivadas de la ecuación inicial y reescribimos el ejercicio:
y=(5x-4)2+3x2    
y’=2(5x-4)(5)+6X
y’=10(5x-4)+6X
ahora como ya tenemos  y’ ,  reemplazamos de nuevo la x en esta ecuación y asi hallamos el valor de  la pendiente (m):
m=10(5(-2)-4)+6(-2)
m=10(-10-4)-12
m=10(-14)-12
m=-140-12
m=-152
la ecuación general de la recta nos doce que   y=mx+b,  como ya tenemos los valores de y, m, Y  x, podemos averiguar el valor de b que es  el que nos falta:
y=208,  m=-152, x=-2 entonces
208=-152(-2)+b
208=304+b
-304+208=b
b=-96
ahora como ya tenemos el valor de todas las incognitas, reescribimos la ecuación general de la recta que no quedaría asi:
y=-152x-96,     que es la ecuación general de la recta tangente a la grafica de la función
y=(5x-4)2+3x2  , esta recta tangente corta esta grafica en el punto (-2, 208) y corta el eje y en  -96.



ARTICULO PUBLICADO EN: http://eassm81.wordpress.com/2011/06/23/ejercicios-resueltos-de-recta-tangente-usando-derivacion-implicita/ELABORADO POR:  EDGAR STEVE TORRES MONTAÑA

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