Cálculo Ejemplos

$\frac{x^{4} - 3 x^{2}}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

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 $f (x) = x^{4} - 3 x^{2}$ y $g (x) = {(x^{2} - 1)}^{2}$ .

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} \frac{d}{d x} [x^{4} - 3 x^{2}] - (x^{4} - 3 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 1)}^{2}]}{{({(x^{2} - 1)}^{2})}^{2}}$

Paso 2

Diferencia.

Toca para ver más pasos...

Paso 2.1

Multiplica los exponentes en ${({(x^{2} - 1)}^{2})}^{2}$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 2.1.1

Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} \frac{d}{d x} [x^{4} - 3 x^{2}] - (x^{4} - 3 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 1)}^{2}]}{{(x^{2} - 1)}^{2 \cdot 2}}$

Paso 2.1.2

Multiplica $2$ por $2$ .

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} \frac{d}{d x} [x^{4} - 3 x^{2}] - (x^{4} - 3 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 1)}^{2}]}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 2.2

Según la regla de la suma, la derivada de $x^{4} - 3 x^{2}$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}]$ .

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

Paso 2.3

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 4$ .

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

Paso 2.4

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

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} (4 x^{3} - 3 \frac{d}{d x} [x^{2}]) - (x^{4} - 3 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 1)}^{2}]}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 2.5

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

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} (4 x^{3} - 3 (2 x)) - (x^{4} - 3 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 1)}^{2}]}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 2.6

Multiplica $2$ por $- 3$ .

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} (4 x^{3} - 6 x) - (x^{4} - 3 x^{2}) \frac{d}{d x} [{(x^{2} - 1)}^{2}]}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

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 $f (x) = x^{2}$ y $g (x) = x^{2} - 1$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 3.1

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

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} (4 x^{3} - 6 x) - (x^{4} - 3 x^{2}) (\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 3.2

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

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} (4 x^{3} - 6 x) - (x^{4} - 3 x^{2}) (2 u \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 3.3

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

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} (4 x^{3} - 6 x) - (x^{4} - 3 x^{2}) (2 (x^{2} - 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 4

Simplifica con la obtención del factor común.

Toca para ver más pasos...

Paso 4.1

Multiplica $2$ por $- 1$ .

$\frac{{(x^{2} - 1)}^{2} (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 4.2

Factoriza $x^{2} - 1$ de ${(x^{2} - 1)}^{2} (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 4.2.1

Factoriza $x^{2} - 1$ de ${(x^{2} - 1)}^{2} (4 x^{3} - 6 x)$ .

$\frac{(x^{2} - 1) ((x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x)) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 4.2.2

Factoriza $x^{2} - 1$ de $- 2 (x^{4} - 3 x^{2}) ((x^{2} - 1) \frac{d}{d x} [x^{2} - 1])$ .

$\frac{(x^{2} - 1) ((x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x)) + (x^{2} - 1) (- 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 1]))}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 4.2.3

Factoriza $x^{2} - 1$ de $(x^{2} - 1) ((x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x)) + (x^{2} - 1) (- 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 1]))$ .

$\frac{(x^{2} - 1) ((x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 1]))}{{(x^{2} - 1)}^{4}}$

Paso 5

Cancela los factores comunes.

Toca para ver más pasos...

Paso 5.1

Factoriza $x^{2} - 1$ de ${(x^{2} - 1)}^{4}$ .

$\frac{(x^{2} - 1) ((x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 1]))}{(x^{2} - 1) {(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 5.2

Cancela el factor común.

$\frac{(x^{2} - 1) ((x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 1]))}{(x^{2} - 1) {(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 5.3

Reescribe la expresión.

$\frac{(x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2} - 1])}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 6

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

$\frac{(x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 1])}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 7

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

$\frac{(x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (2 x + \frac{d}{d x} [- 1])}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 8

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

$\frac{(x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (2 x + 0)}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 9

Simplifica la expresión.

Toca para ver más pasos...

Paso 9.1

Suma $2 x$ y $0$ .

$\frac{(x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 2 (x^{4} - 3 x^{2}) (2 x)}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 9.2

Multiplica $2$ por $- 2$ .

$\frac{(x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 4 (x^{4} - 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10

Simplifica.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{(x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) + (- 4 x^{4} - 4 (- 3 x^{2})) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{(x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3

Simplifica el numerador.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1

Simplifica cada término.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.1

Expande $(x^{2} - 1) (4 x^{3} - 6 x)$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.1.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{x^{2} (4 x^{3} - 6 x) - 1 (4 x^{3} - 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.1.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{x^{2} (4 x^{3}) + x^{2} (- 6 x) - 1 (4 x^{3} - 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.1.3

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{x^{2} (4 x^{3}) + x^{2} (- 6 x) - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2

Simplifica y combina los términos similares.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.2.1

Simplifica cada término.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.2.1.1

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$\frac{4 x^{2} x^{3} + x^{2} (- 6 x) - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.2

Multiplica $x^{2}$ por $x^{3}$ sumando los exponentes.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.2.1.2.1

Mueve $x^{3}$ .

$\frac{4 (x^{3} x^{2}) + x^{2} (- 6 x) - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.2.2

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

$\frac{4 x^{3 + 2} + x^{2} (- 6 x) - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.2.3

Suma $3$ y $2$ .

$\frac{4 x^{5} + x^{2} (- 6 x) - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.3

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$\frac{4 x^{5} - 6 x^{2} x - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.4

Multiplica $x^{2}$ por $x$ sumando los exponentes.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.2.1.4.1

Mueve $x$ .

$\frac{4 x^{5} - 6 (x \cdot x^{2}) - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.4.2

Multiplica $x$ por $x^{2}$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.2.1.4.2.1

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

$\frac{4 x^{5} - 6 (x^{1} x^{2}) - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.4.2.2

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

$\frac{4 x^{5} - 6 x^{1 + 2} - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.4.3

Suma $1$ y $2$ .

$\frac{4 x^{5} - 6 x^{3} - 1 (4 x^{3}) - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.5

Multiplica $4$ por $- 1$ .

$\frac{4 x^{5} - 6 x^{3} - 4 x^{3} - 1 (- 6 x) - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.1.6

Multiplica $- 6$ por $- 1$ .

$\frac{4 x^{5} - 6 x^{3} - 4 x^{3} + 6 x - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.2.2

Resta $4 x^{3}$ de $- 6 x^{3}$ .

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 x^{4} x - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.3

Multiplica $x^{4}$ por $x$ sumando los exponentes.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.3.1

Mueve $x$ .

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 (x \cdot x^{4}) - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.3.2

Multiplica $x$ por $x^{4}$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.3.2.1

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

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 (x^{1} x^{4}) - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.3.2.2

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

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 x^{1 + 4} - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.3.3

Suma $1$ y $4$ .

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 x^{5} - 4 (- 3 x^{2}) x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.4

Multiplica $x^{2}$ por $x$ sumando los exponentes.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.4.1

Mueve $x$ .

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 x^{5} - 4 (- 3 (x \cdot x^{2}))}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.4.2

Multiplica $x$ por $x^{2}$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.1.4.2.1

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

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 x^{5} - 4 (- 3 (x^{1} x^{2}))}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.4.2.2

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

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 x^{5} - 4 (- 3 x^{1 + 2})}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.4.3

Suma $1$ y $2$ .

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 x^{5} - 4 (- 3 x^{3})}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.1.5

Multiplica $- 3$ por $- 4$ .

$\frac{4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 x^{5} + 12 x^{3}}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.2

Combina los términos opuestos en $4 x^{5} - 10 x^{3} + 6 x - 4 x^{5} + 12 x^{3}$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 10.3.2.1

Resta $4 x^{5}$ de $4 x^{5}$ .

$\frac{- 10 x^{3} + 6 x + 0 + 12 x^{3}}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.2.2

Suma $- 10 x^{3} + 6 x$ y $0$ .

$\frac{- 10 x^{3} + 6 x + 12 x^{3}}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.3.3

Suma $- 10 x^{3}$ y $12 x^{3}$ .

$\frac{2 x^{3} + 6 x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.4

Factoriza $2 x$ de $2 x^{3} + 6 x$ .

Toca para ver más pasos...

Paso 10.4.1

Factoriza $2 x$ de $2 x^{3}$ .

$\frac{2 x (x^{2}) + 6 x}{{(x^{2} - 1)}^{3}}$

Paso 10.4.2

Factoriza $2 x$ de $6 x$ .

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

Paso 10.4.3

Factoriza $2 x$ de $2 x (x^{2}) + 2 x (3)$ .

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

Paso 10.5

Simplifica el denominador.

Toca para ver más pasos...

Paso 10.5.1

Reescribe $1$ como $1^{2}$ .

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

Paso 10.5.2

Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ , donde $a = x$ y $b = 1$ .

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

Paso 10.5.3

Aplica la regla del producto a $(x + 1) (x - 1)$ .

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