Cálculo Ejemplos

$2 x \log_{3} (\sqrt{x})$

Paso 1

Diferencia con la regla del múltiplo constante.

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Paso 1.1

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

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

Paso 1.2

Como $2$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $2 x \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$ con respecto a $x$ es $2 \frac{d}{d x} [x \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})]$ .

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

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

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

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

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Paso 3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $x^{\frac{1}{2}}$ .

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

Paso 3.2

La derivada de $\log_{3} (u)$ con respecto a $u$ es $\frac{1}{u \ln (3)}$ .

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

Paso 3.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $x^{\frac{1}{2}}$ .

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

Paso 4

Combina fracciones.

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Paso 4.1

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

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

Paso 4.2

Mueve $x^{\frac{1}{2}}$ al numerador mediante la regla del exponente negativo $\frac{1}{b^{n}} = b^{- n}$ .

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

Paso 5

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

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Paso 5.1

Multiplica $x$ por $x^{- \frac{1}{2}}$ .

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Paso 5.1.1

Eleva $x$ a la potencia de $1$ .

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

Paso 5.1.2

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

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

Paso 5.2

Escribe $1$ como una fracción con un denominador común.

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

Paso 5.3

Combina los numeradores sobre el denominador común.

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

Paso 5.4

Resta $1$ de $2$ .

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

Paso 6

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

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

Paso 7

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

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

Paso 8

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

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

Paso 9

Combina los numeradores sobre el denominador común.

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

Paso 10

Simplifica el numerador.

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Paso 10.1

Multiplica $- 1$ por $2$ .

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

Paso 10.2

Resta $2$ de $1$ .

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

Paso 11

Mueve el negativo al frente de la fracción.

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

Paso 12

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

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

Paso 13

Multiplica $\frac{x^{\frac{1}{2}}}{\ln (3)}$ por $\frac{x^{- \frac{1}{2}}}{2}$ .

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

Paso 14

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

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Paso 14.1

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

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

Paso 14.2

Combina los numeradores sobre el denominador común.

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

Paso 14.3

Resta $1$ de $1$ .

$2 (\frac{x^{\frac{0}{2}}}{\ln (3) \cdot 2} + \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}) \frac{d}{d x} [x])$

Paso 14.4

Divide $0$ por $2$ .

$2 (\frac{x^{0}}{\ln (3) \cdot 2} + \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}) \frac{d}{d x} [x])$

Paso 15

Simplifica la expresión.

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Paso 15.1

Simplifica $x^{0}$ .

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

Paso 15.2

Mueve $2$ a la izquierda de $\ln (3)$ .

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

Paso 16

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

$2 (\frac{1}{2 \ln (3)} + \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}) \cdot 1)$

Paso 17

Multiplica $\log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$ por $1$ .

$2 (\frac{1}{2 \ln (3)} + \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}))$

Paso 18

Simplifica.

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Paso 18.1

Aplica la propiedad distributiva.

$2 \frac{1}{2 \ln (3)} + 2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$

Paso 18.2

Combina los términos.

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Paso 18.2.1

Combina $2$ y $\frac{1}{2 \ln (3)}$ .

$\frac{2}{2 \ln (3)} + 2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$

Paso 18.2.2

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 18.2.2.1

Cancela el factor común.

$\frac{2}{2 \ln (3)} + 2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$

Paso 18.2.2.2

Reescribe la expresión.

$\frac{1}{\ln (3)} + 2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$

Paso 18.3

Reordena los términos.

$2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}) + \frac{1}{\ln (3)}$