Cálculo Ejemplos

$y = x^{4} \sin (x)$

Paso 1

Sea $y = f (x)$ , calcula el logaritmo natural de ambos lados $\ln (y) = \ln (f (x))$ .

$\ln (y) = \ln (x^{4} \sin (x))$

Paso 2

Expande el lado derecho.

Toca para ver más pasos...

Paso 2.1

Reescribe $\ln (x^{4} \sin (x))$ como $\ln (x^{4}) + \ln (\sin (x))$ .

$\ln (y) = \ln (x^{4}) + \ln (\sin (x))$

Paso 2.2

Expande $\ln (x^{4})$ ; para ello, mueve $4$ fuera del logaritmo.

$\ln (y) = 4 \ln (x) + \ln (\sin (x))$

Paso 3

Diferencia la expresión mediante la regla de la cadena, teniendo en cuenta que $y$ es una función de $x$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 3.1

Diferencia el lado izquierdo $\ln (y)$ mediante la regla de la cadena.

$\frac{y'}{y} = 4 \ln (x) + \ln (\sin (x))$

Paso 3.2

Diferencia el lado derecho.

Toca para ver más pasos...

Paso 3.2.1

Diferencia $4 \ln (x) + \ln (\sin (x))$ .

$\frac{y'}{y} = \frac{d}{d x} [4 \ln (x) + \ln (\sin (x))]$

Paso 3.2.2

Según la regla de la suma, la derivada de $4 \ln (x) + \ln (\sin (x))$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [4 \ln (x)] + \frac{d}{d x} [\ln (\sin (x))]$ .

$\frac{y'}{y} = \frac{d}{d x} [4 \ln (x)] + \frac{d}{d x} [\ln (\sin (x))]$

Paso 3.2.3

Evalúa $\frac{d}{d x} [4 \ln (x)]$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 3.2.3.1

Como $4$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $4 \ln (x)$ con respecto a $x$ es $4 \frac{d}{d x} [\ln (x)]$ .

$\frac{y'}{y} = 4 \frac{d}{d x} [\ln (x)] + \frac{d}{d x} [\ln (\sin (x))]$

Paso 3.2.3.2

La derivada de $\ln (x)$ con respecto a $x$ es $\frac{1}{x}$ .

$\frac{y'}{y} = 4 \frac{1}{x} + \frac{d}{d x} [\ln (\sin (x))]$

Paso 3.2.3.3

Combina $4$ y $\frac{1}{x}$ .

$\frac{y'}{y} = \frac{4}{x} + \frac{d}{d x} [\ln (\sin (x))]$

Paso 3.2.4

Evalúa $\frac{d}{d x} [\ln (\sin (x))]$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 3.2.4.1

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ es $f' (g (x)) g' (x)$ donde $f (x) = \ln (x)$ y $g (x) = \sin (x)$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 3.2.4.1.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $\sin (x)$ .

$\frac{y'}{y} = \frac{4}{x} + \frac{d}{d u} [\ln (u)] \frac{d}{d x} [\sin (x)]$

Paso 3.2.4.1.2

La derivada de $\ln (u)$ con respecto a $u$ es $\frac{1}{u}$ .

$\frac{y'}{y} = \frac{4}{x} + \frac{1}{u} \frac{d}{d x} [\sin (x)]$

Paso 3.2.4.1.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $\sin (x)$ .

$\frac{y'}{y} = \frac{4}{x} + \frac{1}{\sin (x)} \frac{d}{d x} [\sin (x)]$

Paso 3.2.4.2

La derivada de $\sin (x)$ con respecto a $x$ es $\cos (x)$ .

$\frac{y'}{y} = \frac{4}{x} + \frac{1}{\sin (x)} \cos (x)$

Paso 3.2.4.3

Convierte de $\frac{1}{\sin (x)}$ a $\csc (x)$ .

$\frac{y'}{y} = \frac{4}{x} + \csc (x) \cos (x)$

Paso 3.2.5

Simplifica.

Toca para ver más pasos...

Paso 3.2.5.1

Reordena los términos.

$\frac{y'}{y} = \cos (x) \csc (x) + \frac{4}{x}$

Paso 3.2.5.2

Simplifica cada término.

Toca para ver más pasos...

Paso 3.2.5.2.1

Reescribe $\csc (x)$ en términos de senos y cosenos.

$\frac{y'}{y} = \cos (x) \frac{1}{\sin (x)} + \frac{4}{x}$

Paso 3.2.5.2.2

Combina $\cos (x)$ y $\frac{1}{\sin (x)}$ .

$\frac{y'}{y} = \frac{\cos (x)}{\sin (x)} + \frac{4}{x}$

Paso 3.2.5.3

Convierte de $\frac{\cos (x)}{\sin (x)}$ a $\cot (x)$ .

$\frac{y'}{y} = \cot (x) + \frac{4}{x}$

Paso 4

Aísla $y'$ y sustituye la función original de $y$ en el lado derecho.

$y' = (\cot (x) + \frac{4}{x}) (x^{4} \sin (x))$

Paso 5

Simplifica el lado derecho.

Toca para ver más pasos...

Paso 5.1

Reescribe $\cot (x)$ en términos de senos y cosenos.

$y' = (\frac{\cos (x)}{\sin (x)} + \frac{4}{x}) (x^{4} \sin (x))$

Paso 5.2

Aplica la propiedad distributiva.

$y' = \frac{\cos (x)}{\sin (x)} (x^{4} \sin (x)) + \frac{4}{x} (x^{4} \sin (x))$

Paso 5.3

Cancela el factor común de $\sin (x)$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 5.3.1

Factoriza $\sin (x)$ de $x^{4} \sin (x)$ .

$y' = \frac{\cos (x)}{\sin (x)} (\sin (x) x^{4}) + \frac{4}{x} (x^{4} \sin (x))$

Paso 5.3.2

Cancela el factor común.

$y' = \frac{\cos (x)}{\sin (x)} (\sin (x) x^{4}) + \frac{4}{x} (x^{4} \sin (x))$

Paso 5.3.3

Reescribe la expresión.

$y' = \cos (x) x^{4} + \frac{4}{x} (x^{4} \sin (x))$

Paso 5.4

Cancela el factor común de $x$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 5.4.1

Factoriza $x$ de $x^{4} \sin (x)$ .

$y' = \cos (x) x^{4} + \frac{4}{x} (x (x^{3} \sin (x)))$

Paso 5.4.2

Cancela el factor común.

$y' = \cos (x) x^{4} + \frac{4}{x} (x (x^{3} \sin (x)))$

Paso 5.4.3

Reescribe la expresión.

$y' = \cos (x) x^{4} + 4 (x^{3} \sin (x))$

Paso 5.5

Reordena los factores en $\cos (x) x^{4} + 4 x^{3} \sin (x)$ .

$y' = x^{4} \cos (x) + 4 x^{3} \sin (x)$