Cálculo Ejemplos

$f (x) = \sin (\sqrt{e^{x} + 1})$

Paso 1

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

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

Paso 2

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

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Paso 2.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{1}$ como ${(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Paso 2.2

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

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

Paso 2.3

Reemplaza todos los casos de $u_{1}$ con ${(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

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

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 $g (x) = e^{x} + 1$ .

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Paso 3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{2}$ como $e^{x} + 1$ .

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

Paso 3.2

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

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

Paso 3.3

Reemplaza todos los casos de $u_{2}$ con $e^{x} + 1$ .

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

Paso 4

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

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

Paso 5

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

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

Paso 6

Combina los numeradores sobre el denominador común.

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

Paso 7

Simplifica el numerador.

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Paso 7.1

Multiplica $- 1$ por $2$ .

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

Paso 7.2

Resta $2$ de $1$ .

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

Paso 8

Diferencia con la regla de la suma.

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Paso 8.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

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

Paso 8.2

Combina fracciones.

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Paso 8.2.1

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

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

Paso 8.2.2

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

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

Paso 8.2.3

Combina $\frac{1}{2 {(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ y $\cos ({(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}})$ .

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

Paso 8.3

Según la regla de la suma, la derivada de $e^{x} + 1$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [e^{x}] + \frac{d}{d x} [1]$ .

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

Paso 9

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

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

Paso 10

Diferencia con la regla de la constante.

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Paso 10.1

Como $1$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $1$ con respecto a $x$ es $0$ .

$\frac{\cos ({(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}})}{2 {(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}} (e^{x} + 0)$

Paso 10.2

Combina fracciones.

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Paso 10.2.1

Suma $e^{x}$ y $0$ .

$\frac{\cos ({(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}})}{2 {(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}} e^{x}$

Paso 10.2.2

Combina $\frac{\cos ({(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}})}{2 {(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ y $e^{x}$ .

$\frac{\cos ({(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}) e^{x}}{2 {(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 10.2.3

Reordena los factores en $\cos ({(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}) e^{x}$ .

$\frac{e^{x} \cos ({(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}})}{2 {(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}}$