Cálculo Ejemplos

$\ln (e^{3 x} + x)$

Paso 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 $g (x) = e^{3 x} + x$ .

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Paso 1.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{1}$ como $e^{3 x} + x$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [\ln (u_{1})] \frac{d}{d x} [e^{3 x} + x]$

Paso 1.2

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

$\frac{1}{u_{1}} \frac{d}{d x} [e^{3 x} + x]$

Paso 1.3

Reemplaza todos los casos de $u_{1}$ con $e^{3 x} + x$ .

$\frac{1}{e^{3 x} + x} \frac{d}{d x} [e^{3 x} + x]$

Paso 2

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

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

Paso 3

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

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Paso 3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{2}$ como $3 x$ .

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

Paso 3.2

Diferencia con la regla exponencial, que establece que $\frac{d}{d u_{2}} [a^{u_{2}}]$ es $a^{u_{2}} \ln (a)$ donde $a$ = $e$ .

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

Paso 3.3

Reemplaza todos los casos de $u_{2}$ con $3 x$ .

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

Paso 4

Diferencia.

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Paso 4.1

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

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

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 $n = 1$ .

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

Paso 4.3

Simplifica la expresión.

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Paso 4.3.1

Multiplica $3$ por $1$ .

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

Paso 4.3.2

Mueve $3$ a la izquierda de $e^{3 x}$ .

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

Paso 4.4

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

$\frac{1}{e^{3 x} + x} (3 e^{3 x} + 1)$

Paso 5

Simplifica.

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Paso 5.1

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

$(3 e^{3 x} + 1) \frac{1}{e^{3 x} + x}$

Paso 5.2

Multiplica $3 e^{3 x} + 1$ por $\frac{1}{e^{3 x} + x}$ .

$\frac{3 e^{3 x} + 1}{e^{3 x} + x}$