Cálculo Ejemplos

$P = \frac{40}{1 + 11 e^{- 0.08 t}}$

Paso 1

Diferencia ambos lados de la ecuación.

$\frac{d}{d t} (P) = \frac{d}{d t} (\frac{40}{1 + 11 e^{- 0.08 t}})$

Paso 2

La derivada de $P$ con respecto a $t$ es $P'$ .

$P'$

Paso 3

Diferencia el lado derecho de la ecuación.

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Paso 3.1

Diferencia con la regla del múltiplo constante.

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Paso 3.1.1

Como $40$ es constante con respecto a $t$ , la derivada de $\frac{40}{1 + 11 e^{- 0.08 t}}$ con respecto a $t$ es $40 \frac{d}{d t} [\frac{1}{1 + 11 e^{- 0.08 t}}]$ .

$40 \frac{d}{d t} [\frac{1}{1 + 11 e^{- 0.08 t}}]$

Paso 3.1.2

Reescribe $\frac{1}{1 + 11 e^{- 0.08 t}}$ como ${(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 1}$ .

$40 \frac{d}{d t} [{(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 1}]$

Paso 3.2

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d t} [f (g (t))]$ es $f' (g (t)) g' (t)$ donde $f (t) = t^{- 1}$ y $g (t) = 1 + 11 e^{- 0.08 t}$ .

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Paso 3.2.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{1}$ como $1 + 11 e^{- 0.08 t}$ .

$40 (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{- 1}] \frac{d}{d t} [1 + 11 e^{- 0.08 t}])$

Paso 3.2.2

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

$40 (- {u_{1}}^{- 2} \frac{d}{d t} [1 + 11 e^{- 0.08 t}])$

Paso 3.2.3

Reemplaza todos los casos de $u_{1}$ con $1 + 11 e^{- 0.08 t}$ .

$40 (- {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} \frac{d}{d t} [1 + 11 e^{- 0.08 t}])$

Paso 3.3

Diferencia.

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Paso 3.3.1

Multiplica $- 1$ por $40$ .

$- 40 ({(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} \frac{d}{d t} [1 + 11 e^{- 0.08 t}])$

Paso 3.3.2

Según la regla de la suma, la derivada de $1 + 11 e^{- 0.08 t}$ con respecto a $t$ es $\frac{d}{d t} [1] + \frac{d}{d t} [11 e^{- 0.08 t}]$ .

$- 40 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} (\frac{d}{d t} [1] + \frac{d}{d t} [11 e^{- 0.08 t}])$

Paso 3.3.3

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

$- 40 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} (0 + \frac{d}{d t} [11 e^{- 0.08 t}])$

Paso 3.3.4

Suma $0$ y $\frac{d}{d t} [11 e^{- 0.08 t}]$ .

$- 40 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} \frac{d}{d t} [11 e^{- 0.08 t}]$

Paso 3.3.5

Como $11$ es constante con respecto a $t$ , la derivada de $11 e^{- 0.08 t}$ con respecto a $t$ es $11 \frac{d}{d t} [e^{- 0.08 t}]$ .

$- 40 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} (11 \frac{d}{d t} [e^{- 0.08 t}])$

Paso 3.3.6

Multiplica $11$ por $- 40$ .

$- 440 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} \frac{d}{d t} [e^{- 0.08 t}]$

Paso 3.4

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d t} [f (g (t))]$ es $f' (g (t)) g' (t)$ donde $f (t) = e^{t}$ y $g (t) = - 0.08 t$ .

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Paso 3.4.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{2}$ como $- 0.08 t$ .

$- 440 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} (\frac{d}{d u_{2}} [e^{u_{2}}] \frac{d}{d t} [- 0.08 t])$

Paso 3.4.2

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

$- 440 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} (e^{u_{2}} \frac{d}{d t} [- 0.08 t])$

Paso 3.4.3

Reemplaza todos los casos de $u_{2}$ con $- 0.08 t$ .

$- 440 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} (e^{- 0.08 t} \frac{d}{d t} [- 0.08 t])$

Paso 3.5

Diferencia.

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Paso 3.5.1

Como $- 0.08$ es constante con respecto a $t$ , la derivada de $- 0.08 t$ con respecto a $t$ es $- 0.08 \frac{d}{d t} [t]$ .

$- 440 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} (e^{- 0.08 t} (- 0.08 \frac{d}{d t} [t]))$

Paso 3.5.2

Multiplica $- 0.08$ por $- 440$ .

$35.2 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} (e^{- 0.08 t} (\frac{d}{d t} [t]))$

Paso 3.5.3

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

$35.2 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} (e^{- 0.08 t} \cdot 1)$

Paso 3.5.4

Multiplica $e^{- 0.08 t}$ por $1$ .

$35.2 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} e^{- 0.08 t}$

Paso 3.6

Simplifica.

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Paso 3.6.1

Reordena los factores de $35.2 {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2} e^{- 0.08 t}$ .

$35.2 e^{- 0.08 t} {(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{- 2}$

Paso 3.6.2

Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$35.2 e^{- 0.08 t} \frac{1}{{(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{2}}$

Paso 3.6.3

Multiplica $35.2 e^{- 0.08 t} \frac{1}{{(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{2}}$ .

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Paso 3.6.3.1

Combina $\frac{1}{{(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{2}}$ y $35.2$ .

$\frac{35.2}{{(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{2}} e^{- 0.08 t}$

Paso 3.6.3.2

Combina $\frac{35.2}{{(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{2}}$ y $e^{- 0.08 t}$ .

$\frac{35.2 e^{- 0.08 t}}{{(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{2}}$

Paso 4

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

$P' = \frac{35.2 e^{- 0.08 t}}{{(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{2}}$

Paso 5

Reemplaza $P'$ con $\frac{d P}{d t}$ .

$\frac{d P}{d t} = \frac{35.2 e^{- 0.08 t}}{{(1 + 11 e^{- 0.08 t})}^{2}}$