Cálculo Ejemplos

$y = x^{2} \sqrt{10 x - 3}$

Paso 1

Usa $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ para reescribir $\sqrt{10 x - 3}$ como ${(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [x^{2} {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 2

Diferencia con la regla del producto, que establece que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ es $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ donde $f (x) = x^{2}$ y $g (x) = {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ .

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

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 $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ y $g (x) = 10 x - 3$ .

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Paso 3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $10 x - 3$ .

$x^{2} (\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [10 x - 3]) + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 3.2

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

$x^{2} (\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [10 x - 3]) + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 3.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $10 x - 3$ .

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

Paso 4

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

$x^{2} (\frac{1}{2} {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [10 x - 3]) + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 5

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

$x^{2} (\frac{1}{2} {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [10 x - 3]) + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 6

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$x^{2} (\frac{1}{2} {(10 x - 3)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [10 x - 3]) + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 7

Simplifica el numerador.

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Paso 7.1

Multiplica $- 1$ por $2$ .

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

Paso 7.2

Resta $2$ de $1$ .

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

Paso 8

Combina fracciones.

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Paso 8.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

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

Paso 8.2

Combina $\frac{1}{2}$ y ${(10 x - 3)}^{- \frac{1}{2}}$ .

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

Paso 8.3

Mueve ${(10 x - 3)}^{- \frac{1}{2}}$ al denominador mediante la regla del exponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

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

Paso 8.4

Combina $\frac{1}{2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ y $x^{2}$ .

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

Paso 9

Según la regla de la suma, la derivada de $10 x - 3$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [10 x] + \frac{d}{d x} [- 3]$ .

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

Paso 10

Como $10$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $10 x$ con respecto a $x$ es $10 \frac{d}{d x} [x]$ .

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

Paso 11

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

$\frac{x^{2}}{2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (10 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 3]) + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 12

Multiplica $10$ por $1$ .

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

Paso 13

Como $- 3$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- 3$ con respecto a $x$ es $0$ .

$\frac{x^{2}}{2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} (10 + 0) + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 14

Simplifica los términos.

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Paso 14.1

Suma $10$ y $0$ .

$\frac{x^{2}}{2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} \cdot 10 + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 14.2

Combina $\frac{x^{2}}{2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ y $10$ .

$\frac{x^{2} \cdot 10}{2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 14.3

Mueve $10$ a la izquierda de $x^{2}$ .

$\frac{10 \cdot x^{2}}{2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 14.4

Factoriza $2$ de $10 x^{2}$ .

$\frac{2 (5 x^{2})}{2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 15

Cancela los factores comunes.

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Paso 15.1

Factoriza $2$ de $2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{2 (5 x^{2})}{2 ({(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}})} + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 15.2

Cancela el factor común.

$\frac{2 (5 x^{2})}{2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 15.3

Reescribe la expresión.

$\frac{5 x^{2}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 16

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

$\frac{5 x^{2}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} (2 x)$

Paso 17

Mueve $2$ a la izquierda de ${(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{5 x^{2}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + 2 \cdot {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} x$

Paso 18

Combina $\frac{5 x^{2}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ y $2 {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} x$ mediante un denominador común.

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Paso 18.1

Mueve ${(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{5 x^{2}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + 2 x {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$

Paso 18.2

Para escribir $2 x {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{5 x^{2}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}} + \frac{2 x {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 18.3

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{5 x^{2} + 2 x {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 19

Multiplica ${(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ por ${(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ sumando los exponentes.

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Paso 19.1

Mueve ${(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{5 x^{2} + 2 x ({(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}} {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}})}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 19.2

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$\frac{5 x^{2} + 2 x {(10 x - 3)}^{\frac{1}{2} + \frac{1}{2}}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 19.3

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{5 x^{2} + 2 x {(10 x - 3)}^{\frac{1 + 1}{2}}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 19.4

Suma $1$ y $1$ .

$\frac{5 x^{2} + 2 x {(10 x - 3)}^{\frac{2}{2}}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 19.5

Divide $2$ por $2$ .

$\frac{5 x^{2} + 2 x {(10 x - 3)}^{1}}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 20

Simplifica $2 x {(10 x - 3)}^{1}$ .

$\frac{5 x^{2} + 2 x (10 x - 3)}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21

Simplifica.

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Paso 21.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{5 x^{2} + 2 x (10 x) + 2 x \cdot - 3}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21.2

Simplifica el numerador.

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Paso 21.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 21.2.1.1

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$\frac{5 x^{2} + 2 \cdot 10 x \cdot x + 2 x \cdot - 3}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21.2.1.2

Multiplica $x$ por $x$ sumando los exponentes.

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Paso 21.2.1.2.1

Mueve $x$ .

$\frac{5 x^{2} + 2 \cdot 10 (x \cdot x) + 2 x \cdot - 3}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21.2.1.2.2

Multiplica $x$ por $x$ .

$\frac{5 x^{2} + 2 \cdot 10 x^{2} + 2 x \cdot - 3}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21.2.1.3

Multiplica $2$ por $10$ .

$\frac{5 x^{2} + 20 x^{2} + 2 x \cdot - 3}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21.2.1.4

Multiplica $- 3$ por $2$ .

$\frac{5 x^{2} + 20 x^{2} - 6 x}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21.2.2

Suma $5 x^{2}$ y $20 x^{2}$ .

$\frac{25 x^{2} - 6 x}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21.3

Factoriza $x$ de $25 x^{2} - 6 x$ .

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Paso 21.3.1

Factoriza $x$ de $25 x^{2}$ .

$\frac{x (25 x) - 6 x}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21.3.2

Factoriza $x$ de $- 6 x$ .

$\frac{x (25 x) + x \cdot - 6}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21.3.3

Factoriza $x$ de $x (25 x) + x \cdot - 6$ .

$\frac{x (25 x - 6)}{{(10 x - 3)}^{\frac{1}{2}}}$