Cálculo Ejemplos

$y = \frac{e^{x}}{1 + 2 e^{x}}$

Paso 1

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

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

Paso 2

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

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

Paso 3

Diferencia.

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Paso 3.1

Según la regla de la suma, la derivada de $1 + 2 e^{x}$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [1] + \frac{d}{d x} [2 e^{x}]$ .

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

Paso 3.2

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

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

Paso 3.3

Suma $0$ y $\frac{d}{d x} [2 e^{x}]$ .

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

Paso 3.4

Como $2$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $2 e^{x}$ con respecto a $x$ es $2 \frac{d}{d x} [e^{x}]$ .

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

Paso 3.5

Multiplica $2$ por $- 1$ .

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

Paso 4

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

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

Paso 5

Multiplica $e^{x}$ por $e^{x}$ sumando los exponentes.

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Paso 5.1

Mueve $e^{x}$ .

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

Paso 5.2

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

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

Paso 5.3

Suma $x$ y $x$ .

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

Paso 6

Simplifica.

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Paso 6.1

Aplica la propiedad distributiva.

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

Paso 6.2

Simplifica el numerador.

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Paso 6.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 6.2.1.1

Multiplica $e^{x}$ por $1$ .

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

Paso 6.2.1.2

Multiplica $e^{x}$ por $e^{x}$ sumando los exponentes.

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Paso 6.2.1.2.1

Mueve $e^{x}$ .

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

Paso 6.2.1.2.2

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

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

Paso 6.2.1.2.3

Suma $x$ y $x$ .

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

Paso 6.2.2

Combina los términos opuestos en $e^{x} + 2 e^{2 x} - 2 e^{2 x}$ .

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Paso 6.2.2.1

Resta $2 e^{2 x}$ de $2 e^{2 x}$ .

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

Paso 6.2.2.2

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

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

Paso 6.3

Reordena los términos.

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