Cálculo Ejemplos

$\sqrt{x + 3 y} = 5 x$

Paso 1

Usa $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ para reescribir $\sqrt{x + 3 y}$ como ${(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}$ .

${(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 x$

Paso 2

Diferencia ambos lados de la ecuación.

$\frac{d}{d x} ({(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}) = \frac{d}{d x} (5 x)$

Paso 3

Diferencia el lado izquierdo de la ecuación.

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Paso 3.1

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ es $f' (g (x)) g' (x)$ donde $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ y $g (x) = x + 3 y$ .

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Paso 3.1.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $x + 3 y$ .

$\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.1.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ es $n u^{n - 1}$ donde $n = \frac{1}{2}$ .

$\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.1.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $x + 3 y$ .

$\frac{1}{2} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.2

Para escribir $- 1$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{2}{2}$ .

$\frac{1}{2} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.3

Combina $- 1$ y $\frac{2}{2}$ .

$\frac{1}{2} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.4

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{1}{2} {(x + 3 y)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.5

Simplifica el numerador.

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Paso 3.5.1

Multiplica $- 1$ por $2$ .

$\frac{1}{2} {(x + 3 y)}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.5.2

Resta $2$ de $1$ .

$\frac{1}{2} {(x + 3 y)}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.6

Combina fracciones.

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Paso 3.6.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$\frac{1}{2} {(x + 3 y)}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.6.2

Combina $\frac{1}{2}$ y ${(x + 3 y)}^{- \frac{1}{2}}$ .

$\frac{{(x + 3 y)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.6.3

Mueve ${(x + 3 y)}^{- \frac{1}{2}}$ al denominador mediante la regla del exponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x + 3 y]$

Paso 3.7

Según la regla de la suma, la derivada de $x + 3 y$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [3 y]$ .

$\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [3 y])$

Paso 3.8

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

$\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (1 + \frac{d}{d x} [3 y])$

Paso 3.9

Como $3$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $3 y$ con respecto a $x$ es $3 \frac{d}{d x} [y]$ .

$\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (1 + 3 \frac{d}{d x} [y])$

Paso 3.10

Reescribe $\frac{d}{d x} [y]$ como $y'$ .

$\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (1 + 3 y')$

Paso 3.11

Simplifica.

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Paso 3.11.1

Reordena los factores de $\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (1 + 3 y')$ .

$(1 + 3 y') \frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 3.11.2

Multiplica $1 + 3 y'$ por $\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 4

Diferencia el lado derecho de la ecuación.

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Paso 4.1

Como $5$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $5 x$ con respecto a $x$ es $5 \frac{d}{d x} [x]$ .

$5 \frac{d}{d x} [x]$

Paso 4.2

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

$5 \cdot 1$

Paso 4.3

Multiplica $5$ por $1$ .

$5$

Paso 5

Reforma la ecuación al hacer que el lado izquierdo sea igual al lado derecho.

$\frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} = 5$

Paso 6

Resuelve $y'$

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Paso 6.1

Multiplica ambos lados por $2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}) = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Paso 6.2

Simplifica.

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Paso 6.2.1

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 6.2.1.1

Simplifica $\frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$ .

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Paso 6.2.1.1.1

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$2 \frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Paso 6.2.1.1.2

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 6.2.1.1.2.1

Cancela el factor común.

$2 \frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Paso 6.2.1.1.2.2

Reescribe la expresión.

$\frac{1 + 3 y'}{{(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Paso 6.2.1.1.3

Cancela el factor común de ${(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}$ .

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Paso 6.2.1.1.3.1

Cancela el factor común.

$\frac{1 + 3 y'}{{(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Paso 6.2.1.1.3.2

Reescribe la expresión.

$1 + 3 y' = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Paso 6.2.1.1.4

Reordena $1$ y $3 y'$ .

$3 y' + 1 = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Paso 6.2.2

Simplifica el lado derecho.

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Paso 6.2.2.1

Multiplica $2$ por $5$ .

$3 y' + 1 = 10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}$

Paso 6.3

Resuelve $y'$

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Paso 6.3.1

Resta $1$ de ambos lados de la ecuación.

$3 y' = 10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1$

Paso 6.3.2

Divide cada término en $3 y' = 10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1$ por $3$ y simplifica.

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Paso 6.3.2.1

Divide cada término en $3 y' = 10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1$ por $3$ .

$\frac{3 y'}{3} = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}{3} + \frac{- 1}{3}$

Paso 6.3.2.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 6.3.2.2.1

Cancela el factor común de $3$ .

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Paso 6.3.2.2.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{3 y'}{3} = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}{3} + \frac{- 1}{3}$

Paso 6.3.2.2.1.2

Divide $y'$ por $1$ .

$y' = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}{3} + \frac{- 1}{3}$

Paso 6.3.2.3

Simplifica el lado derecho.

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Paso 6.3.2.3.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$y' = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}{3} - \frac{1}{3}$

Paso 6.3.2.3.2

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$y' = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1}{3}$

Paso 7

Reemplaza $y'$ con $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1}{3}$