Cálculo Ejemplos

$\sqrt{3 x + y} = 3 + x^{2} y^{2}$

Paso 1

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

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

Paso 2

Diferencia ambos lados de la ecuación.

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

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 $g (x) = 3 x + y$ .

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Paso 3.1.1

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

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

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 $n = \frac{1}{2}$ .

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

Paso 3.1.3

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

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

Paso 3.2

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

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

Paso 3.3

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

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

Paso 3.4

Combina los numeradores sobre el denominador común.

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

Paso 3.5

Simplifica el numerador.

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Paso 3.5.1

Multiplica $- 1$ por $2$ .

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

Paso 3.5.2

Resta $2$ de $1$ .

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

Paso 3.6

Combina fracciones.

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Paso 3.6.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

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

Paso 3.6.2

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

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

Paso 3.6.3

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

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

Paso 3.7

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

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

Paso 3.8

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

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

Paso 3.9

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

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

Paso 3.10

Multiplica $3$ por $1$ .

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

Paso 3.11

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

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

Paso 3.12

Simplifica.

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Paso 3.12.1

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

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

Paso 3.12.2

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

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

Paso 4

Diferencia el lado derecho de la ecuación.

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Paso 4.1

Diferencia.

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Paso 4.1.1

Según la regla de la suma, la derivada de $3 + x^{2} y^{2}$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [3] + \frac{d}{d x} [x^{2} y^{2}]$ .

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

Paso 4.1.2

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

$0 + \frac{d}{d x} [x^{2} y^{2}]$

Paso 4.2

Evalúa $\frac{d}{d x} [x^{2} y^{2}]$ .

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Paso 4.2.1

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 $g (x) = y^{2}$ .

$0 + x^{2} \frac{d}{d x} [y^{2}] + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 4.2.2

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

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Paso 4.2.2.1

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

$0 + x^{2} (\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [y]) + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 4.2.2.2

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

$0 + x^{2} (2 u \frac{d}{d x} [y]) + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 4.2.2.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $y$ .

$0 + x^{2} (2 y \frac{d}{d x} [y]) + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 4.2.3

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

$0 + x^{2} (2 y y') + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Paso 4.2.4

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

$0 + x^{2} (2 y y') + y^{2} (2 x)$

Paso 4.2.5

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

$0 + 2 \cdot x^{2} y y' + y^{2} (2 x)$

Paso 4.2.6

Mueve $2$ a la izquierda de $y^{2}$ .

$0 + 2 x^{2} y y' + 2 y^{2} x$

Paso 4.3

Suma $0$ y $2 x^{2} y y' + 2 y^{2} x$ .

$2 x^{2} y y' + 2 y^{2} x$

Paso 5

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

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

Paso 6

Resuelve $y'$

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Paso 6.1

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

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

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

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Paso 6.2.1.1.1

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

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

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.

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

Paso 6.2.1.1.2.2

Reescribe la expresión.

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

Paso 6.2.1.1.3

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

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Paso 6.2.1.1.3.1

Cancela el factor común.

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

Paso 6.2.1.1.3.2

Reescribe la expresión.

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

Paso 6.2.1.1.4

Reordena $3$ y $y'$ .

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

Paso 6.2.2

Simplifica el lado derecho.

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Paso 6.2.2.1

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

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Paso 6.2.2.1.1

Aplica la propiedad distributiva.

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

Paso 6.2.2.1.2

Simplifica la expresión.

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Paso 6.2.2.1.2.1

Multiplica $2$ por $2$ .

$y' + 3 = 4 x^{2} y y' {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} + 2 y^{2} x (2 {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}})$

Paso 6.2.2.1.2.2

Multiplica $2$ por $2$ .

$y' + 3 = 4 x^{2} y y' {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} + 4 y^{2} x {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$

Paso 6.2.2.1.2.3

Mueve $y$ .

$y' + 3 = 4 x^{2} y' y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} + 4 y^{2} x {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$

Paso 6.2.2.1.2.4

Mueve $x^{2}$ .

$y' + 3 = 4 y' x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} + 4 y^{2} x {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$

Paso 6.2.2.1.2.5

Mueve $y^{2}$ .

$y' + 3 = 4 y' x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} + 4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$

Paso 6.3

Resuelve $y'$

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Paso 6.3.1

Resta $4 y' x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$ de ambos lados de la ecuación.

$y' + 3 - 4 y' x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} = 4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$

Paso 6.3.2

Resta $3$ de ambos lados de la ecuación.

$y' - 4 y' x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} = 4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} - 3$

Paso 6.3.3

Factoriza $y'$ de $y' - 4 y' x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$ .

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Paso 6.3.3.1

Factoriza $y'$ de ${y'}^{1}$ .

$y' \cdot 1 - 4 y' x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} = 4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} - 3$

Paso 6.3.3.2

Factoriza $y'$ de $- 4 y' x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$ .

$y' \cdot 1 + y' (- 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}) = 4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} - 3$

Paso 6.3.3.3

Factoriza $y'$ de $y' \cdot 1 + y' (- 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}})$ .

$y' (1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}) = 4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} - 3$

Paso 6.3.4

Divide cada término en $y' (1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}) = 4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} - 3$ por $1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$ y simplifica.

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Paso 6.3.4.1

Divide cada término en $y' (1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}) = 4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} - 3$ por $1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{y' (1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}})}{1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}} = \frac{4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}}{1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}} + \frac{- 3}{1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 6.3.4.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 6.3.4.2.1

Cancela el factor común.

Paso 6.3.4.2.2

Divide $y'$ por $1$ .

$y' = \frac{4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}}{1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}} + \frac{- 3}{1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 6.3.4.3

Simplifica el lado derecho.

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Paso 6.3.4.3.1

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$y' = \frac{4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} - 3}{1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 7

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

$\frac{d y}{d x} = \frac{4 x y^{2} {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}} - 3}{1 - 4 x^{2} y {(3 x + y)}^{\frac{1}{2}}}$