UNIDAD #3: REGLAS PARA DERIVAR FUNCIONES ALGEBRAICAS

 3.1 IMPORTANCIA DE LA REGLA GENERAL

Las reglas de derivación son los métodos que se emplean para el cálculo de la derivada de una función. Dadas dos funciones u (x) y v (x) continuas y derivables, la derivada de la función suma (o diferencia) de las dos es igual a la suma (o diferencia) de sus derivadas.

Es fundamental puesto que se deduce directamente de la definición de derivada y es muy importante que el lector se familiarice completamente con ella, sin embargo el procedimiento de aplicar la regla general, a fin de facilitar la tarea, reglas especiales para derivar ciertas formas normales que se presentan con frecuencia.


3.2 FORMULAS DE LA DERIVACION
3.3 DERIVADAS DE UNA CONSTANTE

Es una de las reglas de derivación más importantes. Cuando una derivada es igual a cero, significa que NO varían en función de una variable. Dicha función cuando se comprueba en cualquiera de sus puntos, no varía, por lo que siempre es igual a 0.

Por lo tanto tenemos que la derivada de una constante es igual a cero. Por ejemplo:

¡IMPORTANTE! Hay muchas más reglas de derivación en el mundo de las derivadas. Te recomendamos echarles un vistazo para que puedas hacer el calculo de derivadas sin problemas.


3.4 DERIVADA DE UNA VARIABLE CON RESPECTO A SI MISMA

dx/dx=1     la derivada de una variable con respecto a si misma es la unidad

ejemplo: y=x

dy/dx= 1

x    y

1    1

2    2

3    3

4    4

3.5 DERIVADA DE UNA SUMA

La derivada de una suma de dos funciones es igual a la suma de las derivadas de dichas funciones. Esta regla se extiende a cualquier número de sumandos, ya sean positivos o negativos.

Ejemplo


La derivada de la suma será la suma de las derivadas:





3.6 DERIVADA DEL PRODUCTO DE UNA CONSTANTE POR UNA FUNCION 

La derivada de un constante por una función es:

Es el producto de este numero por la derivada de la función
EJERCICIO:
Hallar la derivada de este producto:
como es el producto de un numero por una función, aplicamos la formula de la derivada correspondiente a este producto:
3.7 DERIVADA DEL PRODUCTO DE DOS FUNCIONES

El primer factor por la derivada del segundo mas 

El segundo factor por la derivada del primero 

(f*g)'(x) = f(x)g'(x) + g(x)f'(x)

“La derivada de un producto de dos funciones es igual a la derivada de la primera función por la segunda sin derivar, más la primera función sin derivar por la derivada de la segunda”

EJEMPLO:

3.8 DERIVADA DEL PRODUCTO DE "N" FUNCIONES, SIENDO "N" UN NUMERO FIJO

Si se dividen ambos miembros de la formula V por uv, se obtiene:

luego, si tenemos el producto de n funciones, 
y = v1v2... vn,

podemos escribir


Multiplicando ambos miembros por v1v2... vn, tenemos:
La derivada del producto de n funciones, siendo n un numero finito, es igual a la suma de los n productos que se forman multiplicando la derivada de cada función por todas las otras funciones.

3.9 DERIVADA DE LA POTENCIA DE UNA FUNCION, SIENDO UN EXPONENTE CONSTANTE

Si en el resultado obtenido en el tema anterior, cada uno de los n factores es igual a v, se tiene

VI. 
Cuando v= x esto se convierte en
VI a.
En esta demostración VI hemos supuesto que n es un numero entero positivo. En el  tema siguiente se demostrara que esta formula es valida para cualquier valor de n, y nos serviremos desde ahora de este resultado general.
La derivada de la potencia de una función de exponente constante es igual al producto del exponente por la función elevada a un exponente disminuido en una unidad y por la derivada de la función.
Esta regla se llama, a veces, Regla de potencias.

3.10 derivada de una cociente

Sea Y=u/v

Siguiendo la regla general:

Aplicando la regla general:







Aplicando, los teoremas sobre los limites.

CUARTO PASO
La derivada de un cociente de funciones es igual al producto del denominador por la derivada del numerador, menos el producto del numerador por la derivada del denominador, todo dividido por el cuadrado del denominador.
Cuando  el denominador es constante, basta poner v=c en VII; esto da:
podemos también obtener VII a de IV como sigue:
La derivada del cociente de una función dividida por una constante es igual a la derivada de la función divida por constante.

3.11 EJERCICIO APLICANDO LAS DERIVADAS HALLAR LA PENDIENTE Y LA INCLINACION
Determinar la ecuación de la recta tangente a la curva con ecuación $f(x)=x^{2}-3x$, en el punto $(1.-2)$.
La ecuación de la recta tangente es: $y=mx+b$. Utilizando la definición anterior vamos a averiguar la pendiente en $(1,-2)$.

SOLUCION













Luego m(1) = -1, por lo que y= -x+b. Para Averiguar b sustituimos el punto (1,-2) como sigue: -2=-(1)+b de donde b= -1.

Por lo tanto, la ecuación de la recta tangente es y= -x-1

La representación grafica de la curva y de la recta tangente es el siguiente:

Definicion
se dice que la recta normal a una curva en el punto P(X0, Y0), es la lineal que pasa por P y es perpendicular a la recta tangente en ese punto. además, recuerde que 2 líneas no verticales son perpendiculares entre si, si y solo si sus pendientes tienen valores recíprocos negativos.

Si m1 es la pendiente de la recta tangente y mn la de la recta normal, entonces:
3.12 PROBLEMAS (HALLAR EL VALOR DE Dy/Dx)

EJERCICIO 1:

EJERCICIO 2:
EJERCICIO 3:











3.13 DERIVADA DE UNA FUNCION  

La derivada de una función f(x), o función derivada de f(x), es aquella función, denotada f'(x), que asocia a cada x la rapidez de cambio de la función original f(x) en ese punto, es decir, su tasa de variación instantánea. las derivadas son herramientas fundamentales en todas las ciencias, incluida la física.

En rojo, la gráfica de la función f(x)=x2. Los puntos azules representan el valor de la derivada de f(x) en cada abscisa considerada. Parece razonable pensar que la ubicación de esos puntos vendrá dada por la recta azul y= 2·x, con lo que podemos decir que la función derivada de f(x) es f'(x)=2·x.

concepto función derivada

Se llama función derivada de f(x), o simplemente derivada de f, y se denota normalmente como f'(x), al limite:

Como se ve, trata de la tasa de variación media, cuando el intervalo considerado tiende a una longitud 0 y su extremo inferior se encuentre a en un valor genérico x

El conjunto de puntos en que una función es derivable se conoce como dominio de derivabilidad y se cumple que:

3.14 RELACION ENTRE LAS DERIVADAS DE LAS FUNCIONES INVERSAS

En esta sección exploramos la relación entre la derivada de una función y la derivada de su inversa. Para funciones cuyas derivadas ya conocemos, podemos usar esta relación para encontrar derivadas de inversas sin tener que usar la definición de límite de la derivada. En particular, aplicaremos la fórmula para derivadas de funciones inversas a funciones trigonométricas. Esta fórmula también se puede usar para extender la regla de la potencia a exponentes racionales.

La función inversa.- Comenzamos considerando una función y su inversa. Si (x) es tanto invertible como diferenciable, parece razonable que la inversa de f (x) también sea diferenciable. La figura 3.7_1 muestra la relación entre una función f (x) y su inversa f ⁻¹(x). Mire el punto (a,  f ⁻¹(a)) en la gráfica de f ⁻¹(x) que tiene una recta tangente con una pendiente de (f ⁻¹)′(a) = p/q. Este punto corresponde a un punto (f ⁻¹(a), a) en la gráfica de f (x) que tiene una recta tangente con una pendiente de f ′(f ⁻¹(a)) = q/p. Por lo tanto, si f ⁻¹(x) es diferenciable en a, entonces debe ser el caso que