Cálculo Ejemplos

$2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 x + 2 y$

Paso 1

Considera la definición límite de la derivada.

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{f (x + h) - f (x)}{h}$

Paso 2

Obtén los componentes de la definición.

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Paso 2.1

Evalúa la función en $x = x + h$ .

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Paso 2.1.1

Reemplaza la variable $x$ con $x + h$ en la expresión.

$f (x + h) = 2 {(x + h)}^{2} + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2

Simplifica el resultado.

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Paso 2.1.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 2.1.2.1.1

Reescribe ${(x + h)}^{2}$ como $(x + h) (x + h)$ .

$f (x + h) = 2 ((x + h) (x + h)) + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.2

Expande $(x + h) (x + h)$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 2.1.2.1.2.1

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x + h) = 2 (x (x + h) + h (x + h)) + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.2.2

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x + h) = 2 (x \cdot x + x h + h (x + h)) + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.2.3

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x + h) = 2 (x \cdot x + x h + h x + h \cdot h) + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.3

Simplifica y combina los términos similares.

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Paso 2.1.2.1.3.1

Simplifica cada término.

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Paso 2.1.2.1.3.1.1

Multiplica $x$ por $x$ .

$f (x + h) = 2 (x^{2} + x h + h x + h \cdot h) + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.3.1.2

Multiplica $h$ por $h$ .

$f (x + h) = 2 (x^{2} + x h + h x + h^{2}) + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.3.2

Suma $x h$ y $h x$ .

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Paso 2.1.2.1.3.2.1

Reordena $x$ y $h$ .

$f (x + h) = 2 (x^{2} + h x + h x + h^{2}) + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.3.2.2

Suma $h x$ y $h x$ .

$f (x + h) = 2 (x^{2} + 2 h x + h^{2}) + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.4

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x + h) = 2 x^{2} + 2 (2 h x) + 2 h^{2} + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.5

Multiplica $2$ por $2$ .

$f (x + h) = 2 x^{2} + 4 (h x) + 2 h^{2} + 3 (x + h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.6

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x + h) = 2 x^{2} + 4 h x + 2 h^{2} + (3 x + 3 h) \cdot y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.7

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x + h) = 2 x^{2} + 4 h x + 2 h^{2} + 3 x y + 3 h y + 4 y^{2} - 5 (x + h) + 2 y$

Paso 2.1.2.1.8

Aplica la propiedad distributiva.

$f (x + h) = 2 x^{2} + 4 h x + 2 h^{2} + 3 x y + 3 h y + 4 y^{2} - 5 x - 5 h + 2 y$

Paso 2.1.2.2

La respuesta final es $2 x^{2} + 4 h x + 2 h^{2} + 3 x y + 3 h y + 4 y^{2} - 5 x - 5 h + 2 y$ .

$2 x^{2} + 4 h x + 2 h^{2} + 3 x y + 3 h y + 4 y^{2} - 5 x - 5 h + 2 y$

Paso 2.2

Reordena.

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Paso 2.2.1

Mueve $- 5 x$ .

$2 x^{2} + 4 h x + 2 h^{2} + 3 x y + 3 h y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y$

Paso 2.2.2

Mueve $3 x y$ .

$2 x^{2} + 4 h x + 2 h^{2} + 3 h y + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y$

Paso 2.2.3

Mueve $2 x^{2}$ .

$4 h x + 2 h^{2} + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y$

Paso 2.2.4

Reordena $4 h x$ y $2 h^{2}$ .

$2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y$

Paso 2.3

Obtén los componentes de la definición.

$f (x + h) = 2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y$

$f (x) = 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 x + 2 y$

$f (x + h) = 2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y$

$f (x) = 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 x + 2 y$

Paso 3

Inserta los componentes.

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y - (2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 x + 2 y)}{h}$

Paso 4

Simplifica.

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Paso 4.1

Simplifica el numerador.

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Paso 4.1.1

Aplica la propiedad distributiva.

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y - (2 x^{2}) - (3 x y) - (4 y^{2}) - (- 5 x) - (2 y)}{h}$

Paso 4.1.2

Simplifica.

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Paso 4.1.2.1

Multiplica $2$ por $- 1$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y - 2 x^{2} - (3 x y) - (4 y^{2}) - (- 5 x) - (2 y)}{h}$

Paso 4.1.2.2

Multiplica $3$ por $- 1$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y - 2 x^{2} - 3 (x y) - (4 y^{2}) - (- 5 x) - (2 y)}{h}$

Paso 4.1.2.3

Multiplica $4$ por $- 1$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y - 2 x^{2} - 3 (x y) - 4 y^{2} - (- 5 x) - (2 y)}{h}$

Paso 4.1.2.4

Multiplica $- 5$ por $- 1$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y - 2 x^{2} - 3 (x y) - 4 y^{2} + 5 x - (2 y)}{h}$

Paso 4.1.2.5

Multiplica $2$ por $- 1$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 2 x^{2} + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y - 2 x^{2} - 3 (x y) - 4 y^{2} + 5 x - 2 y}{h}$

Paso 4.1.3

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

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y + 0 - 3 x y - 4 y^{2} + 5 x - 2 y}{h}$

Paso 4.1.4

Suma $2 h^{2}$ y $0$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 3 x y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y - 3 x y - 4 y^{2} + 5 x - 2 y}{h}$

Paso 4.1.5

Resta $3 x y$ de $3 x y$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y + 0 - 4 y^{2} + 5 x - 2 y}{h}$

Paso 4.1.6

Suma $2 h^{2}$ y $0$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y + 4 y^{2} - 5 h - 5 x + 2 y - 4 y^{2} + 5 x - 2 y}{h}$

Paso 4.1.7

Resta $4 y^{2}$ de $4 y^{2}$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y - 5 h - 5 x + 2 y + 0 + 5 x - 2 y}{h}$

Paso 4.1.8

Suma $2 h^{2}$ y $0$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y - 5 h - 5 x + 2 y + 5 x - 2 y}{h}$

Paso 4.1.9

Suma $- 5 x$ y $5 x$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y - 5 h + 2 y + 0 - 2 y}{h}$

Paso 4.1.10

Suma $2 h^{2}$ y $0$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y - 5 h + 2 y - 2 y}{h}$

Paso 4.1.11

Resta $2 y$ de $2 y$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y - 5 h + 0}{h}$

Paso 4.1.12

Suma $2 h^{2} + 4 h x + 3 h y - 5 h$ y $0$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{2 h^{2} + 4 h x + 3 h y - 5 h}{h}$

Paso 4.1.13

Factoriza $h$ de $2 h^{2} + 4 h x + 3 h y - 5 h$ .

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Paso 4.1.13.1

Factoriza $h$ de $2 h^{2}$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{h (2 h) + 4 h x + 3 h y - 5 h}{h}$

Paso 4.1.13.2

Factoriza $h$ de $4 h x$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{h (2 h) + h (4 x) + 3 h y - 5 h}{h}$

Paso 4.1.13.3

Factoriza $h$ de $3 h y$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{h (2 h) + h (4 x) + h (3 y) - 5 h}{h}$

Paso 4.1.13.4

Factoriza $h$ de $- 5 h$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{h (2 h) + h (4 x) + h (3 y) + h \cdot - 5}{h}$

Paso 4.1.13.5

Factoriza $h$ de $h (2 h) + h (4 x)$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{h (2 h + 4 x) + h (3 y) + h \cdot - 5}{h}$

Paso 4.1.13.6

Factoriza $h$ de $h (2 h + 4 x) + h (3 y)$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{h (2 h + 4 x + 3 y) + h \cdot - 5}{h}$

Paso 4.1.13.7

Factoriza $h$ de $h (2 h + 4 x + 3 y) + h \cdot - 5$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{h (2 h + 4 x + 3 y - 5)}{h}$

Paso 4.2

Reduce la expresión mediante la cancelación de los factores comunes.

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Paso 4.2.1

Cancela el factor común de $h$ .

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Paso 4.2.1.1

Cancela el factor común.

$f' (x) = lim_{h \to 0} \frac{h (2 h + 4 x + 3 y - 5)}{h}$

Paso 4.2.1.2

Divide $2 h + 4 x + 3 y - 5$ por $1$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} 2 h + 4 x + 3 y - 5$

Paso 4.2.2

Mueve $2 h$ .

$f' (x) = lim_{h \to 0} 4 x + 3 y + 2 h - 5$

Paso 5

Evalúa el límite.

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Paso 5.1

Divide el límite mediante la regla de la suma de límites en el límite en que $h$ se aproxima a $0$ .

$lim_{h \to 0} 4 x + lim_{h \to 0} 3 y + lim_{h \to 0} 2 h - lim_{h \to 0} 5$

Paso 5.2

Evalúa el límite de $4 x$ que es constante cuando $h$ se acerca a $0$ .

$4 x + lim_{h \to 0} 3 y + lim_{h \to 0} 2 h - lim_{h \to 0} 5$

Paso 5.3

Evalúa el límite de $3 y$ que es constante cuando $h$ se acerca a $0$ .

$4 x + 3 y + lim_{h \to 0} 2 h - lim_{h \to 0} 5$

Paso 5.4

Mueve el término $2$ fuera del límite porque es constante con respecto a $h$ .

$4 x + 3 y + 2 lim_{h \to 0} h - lim_{h \to 0} 5$

Paso 5.5

Evalúa el límite de $5$ que es constante cuando $h$ se acerca a $0$ .

$4 x + 3 y + 2 lim_{h \to 0} h - 1 \cdot 5$

Paso 6

Evalúa el límite de $h$ mediante el ingreso de $0$ para $h$ .

$4 x + 3 y + 2 \cdot 0 - 1 \cdot 5$

Paso 7

Simplifica la respuesta.

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Paso 7.1

Simplifica cada término.

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Paso 7.1.1

Multiplica $2$ por $0$ .

$4 x + 3 y + 0 - 1 \cdot 5$

Paso 7.1.2

Multiplica $- 1$ por $5$ .

$4 x + 3 y + 0 - 5$

Paso 7.2

Suma $4 x + 3 y$ y $0$ .

$4 x + 3 y - 5$

Paso 8