Cálculo Ejemplos

$y = \frac{5 + \tan (x)}{2 x + e^{x}}$

Paso 1

Diferencia con la regla del cociente, que establece que $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ es $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ donde $f (x) = 5 + \tan (x)$ y $g (x) = 2 x + e^{x}$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \frac{d}{d x} [5 + \tan (x)] - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 2

Diferencia.

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Paso 2.1

Según la regla de la suma, la derivada de $5 + \tan (x)$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [5] + \frac{d}{d x} [\tan (x)]$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) (\frac{d}{d x} [5] + \frac{d}{d x} [\tan (x)]) - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 2.2

Como $5$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $5$ con respecto a $x$ es $0$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) (0 + \frac{d}{d x} [\tan (x)]) - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 2.3

Suma $0$ y $\frac{d}{d x} [\tan (x)]$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \frac{d}{d x} [\tan (x)] - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 3

La derivada de $\tan (x)$ con respecto a $x$ es $\sec^{2} (x)$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 4

Diferencia.

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Paso 4.1

Según la regla de la suma, la derivada de $2 x + e^{x}$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [e^{x}]$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 4.2

Como $2$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $2 x$ con respecto a $x$ es $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 4.3

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 4.4

Multiplica $2$ por $1$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 5

Diferencia con la regla exponencial, que establece que $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ es $a^{x} \ln (a)$ donde $a$ = $e$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6

Simplifica.

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Paso 6.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) + (- 1 \cdot 5 - \tan (x)) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6.3

Simplifica el numerador.

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Paso 6.3.1

Simplifica cada término.

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Paso 6.3.1.1

Multiplica $- 1$ por $5$ .

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) + (- 5 - \tan (x)) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6.3.1.2

Expande $(- 5 - \tan (x)) (2 + e^{x})$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 6.3.1.2.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 5 (2 + e^{x}) - \tan (x) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6.3.1.2.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 5 \cdot 2 - 5 e^{x} - \tan (x) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6.3.1.2.3

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 5 \cdot 2 - 5 e^{x} - \tan (x) \cdot 2 - \tan (x) e^{x}}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6.3.1.3

Simplifica cada término.

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Paso 6.3.1.3.1

Multiplica $- 5$ por $2$ .

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 10 - 5 e^{x} - \tan (x) \cdot 2 - \tan (x) e^{x}}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6.3.1.3.2

Multiplica $2$ por $- 1$ .

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 10 - 5 e^{x} - 2 \tan (x) - \tan (x) e^{x}}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6.3.2

Reordena los factores en $2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 10 - 5 e^{x} - 2 \tan (x) - \tan (x) e^{x}$ .

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 10 - 5 e^{x} - 2 \tan (x) - e^{x} \tan (x)}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Paso 6.4

Reordena los términos.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - e^{x} \tan (x) - 10 - 5 e^{x} - 2 \tan (x)}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$