{"id":533,"date":"2024-06-28T20:40:35","date_gmt":"2024-06-28T18:40:35","guid":{"rendered":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/?p=533"},"modified":"2025-03-23T02:47:56","modified_gmt":"2025-03-23T01:47:56","slug":"la-derivada-de-una-funcion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/la-derivada-de-una-funcion\/","title":{"rendered":"La derivada de una funci\u00f3n"},"content":{"rendered":"\n<p class=\"wp-block-paragraph\">La derivada de una funci\u00f3n es un concepto muy relevante en el mundo de las matem\u00e1ticas y que define la variaci\u00f3n infinitesimal de una funci\u00f3n en un punto.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Vamos inicialmente a ver conceptualmente qu\u00e9 es una derivada. Para ello, sea la gr\u00e1fica que vemos a continuaci\u00f3n, con dos puntos muy pr\u00f3ximos entre s\u00ed:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"602\" src=\"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/derivadas_concepto-1024x602.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-535\" srcset=\"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/derivadas_concepto-1024x602.png 1024w, https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/derivadas_concepto-300x176.png 300w, https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/derivadas_concepto-768x451.png 768w, https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-content\/uploads\/2024\/06\/derivadas_concepto.png 1142w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">En el gr\u00e1fico podemos observar la curva de una funci\u00f3n en color rojo, y un punto A ( x, f(x) ) en esa curva cuya tangente a la curva genera una recta que nos ayudar\u00e1 a entender el concepto de derivada. Tambi\u00e9n vemos otro punto C ( x+h, f(x+h) ), siendo h una cantidad dada que hace aumentar x. Como podemos observar, la recta tangente en un punto de la curva, se va alejando progresivamente seg\u00fan aumentamos h, pero si lo que hacemos es disminuir h, lo que ocurre es que el valor de ese punto de la tangente cada vez se aproxima m\u00e1s al propio valor en la curva.<\/p>\n\n\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{(x+h)-x} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{h} <\/span>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Es decir, que la raz\u00f3n entre el incremento de la ordenada ( f(x+h)-f(x) ) y el incremento de la abscisa ( h ) cuando este incremento h tiende a ser 0, es en realidad el valor de la tangente del \u00e1ngulo en ese punto de la funci\u00f3n en cuesti\u00f3n, y ser\u00e1 la derivada de esa funci\u00f3n en ese punto, algo que se utilizar\u00e1 muy recurrentemente en el an\u00e1lisis de las funciones para hallar los puntos m\u00e1ximos y m\u00ednimos, es decir, aquellos puntos cuya tangente tiene como valor 0 por ser rectas paralelas al eje de abscisas y por tanto con \u00e1ngulo 0, cuya tangente es 0.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Derivadas conocidas<\/h4>\n\n\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = f(g(x)) ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime =\n\nf\\prime(x) = \\frac{df}{dg}~\u00b7~\\frac{dg}{dx} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = w(x) + t(x) ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime =\n\nf\\prime(x) = w\\prime(x) + t\\prime(x) = w\\prime + t\\prime <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = w(x)~t(x) ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime =\n\nf\\prime(x) = w\\prime(x)~t(x) + w(x)~t\\prime(x) = w\\prime~t + w~t\\prime <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = \\frac{w(x)}{t(x)} ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime =\n\nf\\prime(x) = \\frac{w\\prime(x)~t(x) - w(x)~t\\prime(x)}{t^2(x)} = \\frac{w\\prime~t - w~t\\prime}{t^2} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = c_n x^n + c_{n-1} x^{n-1} + ... + c_1 x + c_0 ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime =\n\nf\\prime(x) = c_n n x^{n-1} + c_{n-1} (n-1) x^{n-2} + ... + c_2 2 x + c_1 <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = ln~x ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime =\n\nf\\prime(x) = \\frac{1}{x} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = log_a~x ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime = f\\prime(x) = \\frac{1}{x~ln~a} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = sen~x ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime =\n\nf\\prime(x) = cos~x <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = cos~x ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime =\n\nf\\prime(x) = -sen~x <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = tg~x ~~~ \\Rightarrow ~~~ y\\prime =\n\nf\\prime(x) = \\frac{1}{cos^2~x} <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">~~~<\/span>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Vayamos pues, una vez conocidas las derivadas m\u00e1s frecuentes, a su demostraci\u00f3n, para ser conscientes de c\u00f3mo se llega a la conclusi\u00f3n de cual es la funci\u00f3n derivada de una establecida.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para una funci\u00f3n de funciones (regla de la cadena)<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Veamos:<\/p>\n\n\n<p>Suponiendo las funciones g(x) y f(g(x)) derivables para todo x:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = f(g(x)) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = f\\prime(x) = \\frac{df}{dx} = \\frac{df}{dg}~\u00b7~\\frac{dg}{dx} <\/span><\/p>\n<p>Se comprueba as\u00ed:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{\\Delta x \\rightarrow 0} \\frac{\\Delta y}{\\Delta x} = lim_{\\Delta x \\rightarrow 0} \\frac{\\Delta f}{\\Delta g}~\u00b7~\\frac{\\Delta g}{\\Delta x} = lim_{\\Delta g \\rightarrow 0} \\frac{\\Delta f}{\\Delta g}~\u00b7~lim_{\\Delta x \\rightarrow 0} \\frac{\\Delta g}{\\Delta x} = \\frac{df}{dg}~\u00b7~\\frac{dg}{dx} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = \\frac{df}{dx} = \\frac{df}{dg}~\u00b7~\\frac{dg}{dx} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{\\frac{df}{dx} = \\frac{df}{dg}~\u00b7~\\frac{dg}{dx}} <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">~~~<\/span>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para una suma de funciones<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Veamos este caso:<\/p>\n\n\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = w(x) + t(x) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = f\\prime(x) = w\\prime(x) + t\\prime(x) <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{w(x+h) + t(x+h) - ( w(x) + t(x) )}{(x+h)-x} <\/span>\n<p>Si reorganizamos t\u00e9rminos:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{w(x+h) - w(x)}{h} + lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{t(x+h) - t(x)}{h} = w\\prime(x) + t\\prime(x) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{ f\\prime(x) = w\\prime(x) + t\\prime(x) } <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">~~~<\/span>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para un producto de funciones<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Veamos el caso del producto de dos funciones:<\/p>\n\n\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = w(x)~t(x) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = f\\prime(x) = w\\prime(x)~t(x) + w(x)~t\\prime(x) <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{w(x+h)~t(x+h) - w(x)~t(x)}{(x+h)-x} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{w(x+h)~t(x+h) - w(x)~t(x) + w(x)~t(x+h) - w(x)~t(x+h)}{(x+h)-x} <\/span>\n<p>Ahora vamos a sumar y restar <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">w(x)~t(x+h)<\/span>:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{w(x+h)~t(x+h) - w(x)~t(x) + w(x)~t(x+h) - w(x)~t(x+h)}{(x+h)-x} <\/span>\n<p>Ahora reorganicemos los t\u00e9rminos:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{t(x+h)~(w(x+h) - w(x)) + w(x)~( t(x+h) - t(x) ) }{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{t(x+h)~(w(x+h) - w(x))}{h} + lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{ w(x)~( t(x+h) - t(x) ) }{h} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} t(x+h)~lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{w(x+h) - w(x)}{h} + lim_{h \\rightarrow 0} w(x)~lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{ t(x+h) - t(x) }{h} = t(x)~w\\prime(x) + w(x)~t\\prime(x) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{ f\\prime(x) = t(x)~w\\prime(x) + w(x)~t\\prime(x) }<\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">~~~<\/span><\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para una divisi\u00f3n de funciones<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Resolvamos el caso de una divisi\u00f3n de funciones, que ser\u00e1 el caso de la derivada de un producto y de la derivada de un polinomio. Veamos pues:<\/p>\n\n\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = \\frac{w(x)}{t(x)} = w(x)~t(x)^{-1} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = f\\prime(x) = w\\prime(x)~t(x) + w(x)~t\\prime(x) <\/span><\/p>\n<p>Sabiendo que:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f(x) = w(x)~t(x) \\Rightarrow f\\prime(x) = w\\prime(x)~t(x) + w(x)~t\\prime(x) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f(x) = \\frac{1}{t(x)} = t(x)^{-1} \\Rightarrow f\\prime(x) = (-1)~t(x)^{-1-1} = - t(x)^{-2} = -\\frac{1}{t(x)^2}~t\\prime(x) <\/span><\/p>\n<p>Tenemos que:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = (w(x)~t(x)^{-1})\\prime = w\\prime(x)~t(x)^{-1} + w(x)~(t(x)^{-1})\\prime = w\\prime(x)~t(x)^{-1} + w(x)~(-\\frac{1}{t(x)^2}) = \\frac{w\\prime(x)~t(x) - w(x)~t\\prime(x)}{t(x)^2} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{f\\prime(x) = \\frac{w\\prime(x)~t(x) - w(x)~t\\prime(x)}{t(x)^2}} <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">~~~<\/span>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para una funci\u00f3n polin\u00f3mica<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Vamos a ilustrar esto que acabamos de exponer con un ejemplo de una funci\u00f3n de x polin\u00f3mica de la que sabremos su derivada f\u00e1cilmente, y veamos qu\u00e9 ocurre:<\/p>\n\n\n<p>Sea:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = c_n~x^n + c_{n-1}~x^{n-1} + ... + c_1~x + c_0 <\/span>\n<p>Su derivada es:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = f\\prime(x) = c_n~n~x^{n-1} + c_{n-1}~(n-1)~x^{n-2} + ... + c_2~2~x + c_1 <\/span>\n<p>Y ahora apliquemos lo que hemos aprendido:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h)~-~f(x)}{(x+h)-x} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h)~-~f(x)}{h} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{(c_n~(x+h)^n~+~c_{n-1}~(x+h)^{n-1}~+~c_{n-2}~(x+h)^{n-2}~+~...~+~c_2~(x+h)^2~+~c_1~(x+h)~+~c_0)~-~(c_n~x^n~+~c_{n-1}~x^{n-1}~+~c_{n-2}~x^{n-2}~+~...~+~c_2~x^2~+~c_1~x~+~c_0)}{h} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{(~c_n~(x+h)^n-~c_n~x^n)~+~(c_{n-1}~(x+h)^{n-1}~-~c_{n-1}~x^{n-1}~)~+~(~c_{n-2}~(x+h)^{n-2}~-~c_{n-2}~x^{n-2}~)~+~...~+~(~c_2~(x+h)^2-c_2~x^2~)~+~(~c_1~(x+h)-~c_1~x~)~+~(~c_0-~c_0)~)}{h} <\/span><\/p>\n<p>Sabiendo:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ (x+h)^n = \\binom{n}{0}~x^n~h^0 + \\binom{n}{1}~x^{n-1}~h^1 + \\binom{n}{2}~x^{n-2}~h^2 + ... + \\binom{n}{n-1}~x^{n-(n-1)}~h^{n-1} + \\binom{n}{n}~x^{n-n}~h^n <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ (x+h)^n = \\binom{n}{0}~x^n + \\binom{n}{1}~x^{n-1}~h + \\binom{n}{2}~x^{n-2}~h^2 + ... + \\binom{n}{n-1}~x~h^{n-1} + \\binom{n}{n}~h^n <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ (x+h)^n = \\sum_{i=0}^{n}\\binom{n}{i}~x^{n-i}~h^i = \\binom{n}{0}~x^n + h~(\\sum_{i=1}^{n}\\binom{n}{i}~x^{n-i}~h^{i-1}) = \\binom{n}{0}~x^n + h~(~\\binom{n}{1}~x^{n-1} + \\sum_{i=2}^{n}\\binom{n}{i}~x^{n-i}~h^{i-1}~) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ (x+h)^n = x^n + h~(~\\binom{n}{1}~x^{n-1} + \\sum_{i=2}^{n}\\binom{n}{i}~x^{n-i}~h^{i-1}~) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ c_n~(x+h)^n = c_n~x^n + h~c_n~(~\\binom{n}{1}~x^{n-1} + \\sum_{i=2}^{n}\\binom{n}{i}~x^{n-i}~h^{i-1}~) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ c_n~(x+h)^n - c_n~x^n = h~c_n~(~\\binom{n}{1}~x^{n-1} + \\sum_{i=2}^{n}\\binom{n}{i}~x^{n-i}~h^{i-1}~) <\/span><\/p>\n<p>Con ello tenemos:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{(~h~(~c_n~\\binom{n}{1}~x^{n-1}~+~c_n~\\sum_{i=2}^{n}\\binom{n}{i}~x^{n-i}~h^{i-1}~)~)~+~(~h~(~c_{n-1}~\\binom{n-1}{1}~x^{(n-1)-1}~+~c_{n-1}~\\sum_{i=2}^{n-1}\\binom{n-1}{i}~x^{(n-1)-i}~h^{i-1}~)~)~+~...~+~h~(~c_2~2~x~+c_2~h~)~+~h~c_1~)}{h} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{h~(~(~c_n~\\binom{n}{1}~x^{n-1}~+~c_n~\\sum_{i=2}^{n}\\binom{n}{i}~x^{n-i}~h^{i-1}~)~+~(~c_{n-1}~\\binom{n-1}{1}~x^{(n-1)-1}~+~c_{n-1}~\\sum_{i=2}^{n-1}\\binom{n-1}{i}~x^{(n-1)-i}~h^{i-1}~)~+~...~+~(~c_2~2~x~+c_2~h~)~+~c_1~)~)}{h} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} (~c_n~\\binom{n}{1}~x^{n-1}~+~c_n~\\sum_{i=2}^{n}\\binom{n}{i}~x^{n-i}~h^{i-1}~)~+~(~c_{n-1}~\\binom{n-1}{1}~x^{(n-1)-1}~+~c_{n-1}~\\sum_{i=2}^{n-1}\\binom{n-1}{i}~x^{(n-1)-i}~h^{i-1}~)~+~...~+~(~c_2~2~x~+c_2~h~)~+~c_1~) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = c_n~\\binom{n}{1}~x^{n-1}~+~c_{n-1}~\\binom{n-1}{1}~x^{(n-1)-1}~+~...~+~c_2~2~x~+~c_1 <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{f\\prime(x) = c_n~n~x^{n-1}~+~c_{n-1}~(n-1)~x^{(n-1)-1}~+~...~+~c_2~2~x~+~c_1} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = \\sum_{i=1}^n c_i~i~x^{i-1} <\/span><\/p>\n<p>Veamos ahora el caso particular:<\/p>\n<p>Sea:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = 4 x^3 + 5 x + 3 <\/span>\n<p>Su derivada es:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = 12 x^2 + 5 <\/span>\n<p>Y ahora apliquemos lo que hemos aprendido:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f(x+h) = 4 (x+h)^3 + 5 (x+h) + 3 = 4 (x^3 + 3 x^2 h + 3 x h^2 + h^3) + 5 (x+h) + 3 = 4 x^3 + 12 x^2 h + 12 x h^2 + 4 h^3 + 5 x + 5 h + 3 <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f(x) = 4 x^3 + 5 x + 3 <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{(x+h)-x} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{4 x^3 + 12 x^2 h + 12 x h^2 + 4 h^3 + 5 x + 5 h + 3 - 4 x^3 - 5 x - 3}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{12 x^2 h + 12 x h^2 + 4 h^3 + 5 h}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{h ( 12 x^2 + 12 x h + 4 h^2 + 5)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} 12 x^2 + 12 x h + 4 h^2 + 5 <\/span>\n<p>Y aplicando el l\u00edmite cuando h tiende a 0:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = f\\prime(x) = 12 x^2 + 5 <\/span>\n<p>Y en efecto, ha quedado demostrado la derivada de la funci\u00f3n y su valor tal como lo conocemos.<\/p>\n<p>En realidad, de forma gen\u00e9rica para una funci\u00f3n polin\u00f3mica se tiene que, siendo la funci\u00f3n:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f(x) = c_n x^n + c_{n-1} x^{n-1} + ... + c_1 x + c_0 <\/span>\n<p>Su derivada ser\u00e1:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{ f\\prime(x) = c_n n x^{n-1} + c_{n-1} (n-1) x^{n-2} + ... + c_2 2 x + c_1 } <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">~~~<\/span><\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para una potencia<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Vamos a ver el caso de una potencia. Pero b\u00e1sicamente, podemos decir que es el caso particular de una funci\u00f3n polin\u00f3mica reducida a la expresi\u00f3n de una potencia.<\/p>\n\n\n<p>Si tenemos:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = a^n <\/span>\n<p>Su derivada ser\u00e1:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f\\prime(x) = n~a^{n-1} <\/span>\n<p>Y como hemos dicho antes, no tendr\u00edamos m\u00e1s que revisar el caso de una funci\u00f3n polin\u00f3mica y eliminar los t\u00e9rminos que no nos hagan falta y los coeficientes que sobren, y tendremos que:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{y = f\\prime(x) = n~a^{n-1}} <\/span>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ <\/span>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para el logar\u00edtmo<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Veamos ahora otro ejemplo distinto. Sea una funci\u00f3n logar\u00edtmica en base n:<\/p>\n\n\n<p>Sea:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = log_n (x) = log_n (x) <\/span>\n<p>Su derivada es:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = f\\prime(x) = \\frac{1}{ln (a)~x} <\/span>\n<p>As\u00ed que:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{(x+h)-x} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{log_a (x+h) - log_a (x)}{h}\n\n= lim_{h \\rightarrow 0} log_a (\\frac{x+h}{x})^\\frac{1}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} log_a (1 + \\frac{h}{x})^\\frac{1}{h} = log_a lim_{h \\rightarrow 0} (1 + \\frac{h}{x})^\\frac{1}{h} <\/span>\n<p>Ahora hacemos:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ h = n~x <\/span>\n<p>Y tenemos:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = log_a lim_{n \\rightarrow 0} (1 + n)^{\\frac{1}{n}~\\frac{1}{x}} = \\frac{1}{x}~log_a~lim_{n \\rightarrow 0} (1 + n)^{\\frac{1}{n}} = \\frac{1}{x}~log_a~e <\/span>\n<p>Y sabiendo que:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ log_a x = \\frac{log_b x}{log_b a} <\/span>\n<p>Tendremos que:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = \\frac{1}{x}~log_a~e = \\frac{1}{x}~\\frac{log_e~e}{log_e~a} = \\frac{1}{x}~\\frac{1}{ln~a} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{f\\prime(x) = \\frac{1}{x~ln~a}} <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ <\/span>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para el logar\u00edtmo neperiano<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Veamos ahora otro ejemplo distinto. Sea una funci\u00f3n logar\u00edtmica en base e, y veamos su derivada de la misma forma que hemos hecho antes:<\/p>\n\n\n<p>Sea:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = ln (x) = log_e (x) <\/span>\n<p>Su derivada es:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime =  \\frac{1}{x} <\/span>\n<p>Aplicando:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f(x+h) = ln (x+h) <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f(x) = ln (x) <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{(x+h)-x} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{ln (x+h) - ln (x)}{h}\n\n= lim_{h \\rightarrow 0} ln (\\frac{x+h}{x})^\\frac{1}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} ln (1 + \\frac{h}{x})^\\frac{1}{h} <\/span>\n<p>Si ahora hacemos:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ n = \\frac{h}{x} \\rightarrow h = n x <\/span>\n<p>Con ello:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ n \\rightarrow 0 <\/span>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{(x+h)-x} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{ln (x+h) - ln (x)}{h}\n\n= lim_{h \\rightarrow 0} ln (\\frac{x+h}{x})^\\frac{1}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} ln (1 + \\frac{h}{x})^\\frac{1}{h} <\/span>\n<p>Sustituimos h por n \u00b7 x:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{n \\rightarrow 0} ln (1 + \\frac{n x}{x})^\\frac{1}{(n x)} = lim_{n \\rightarrow 0} ln (1 + n)^{ {\\frac{1}{n}} {\\frac{1}{x}} } = lim_{n \\rightarrow 0} \\frac{1}{x} ln (1 + n)^{ {\\frac{1}{n}} } = \\frac{1}{x} lim_{n \\rightarrow 0} ln (1 + n)^{ {\\frac{1}{n}} } = \\frac{1}{x} ln ( lim_{n \\rightarrow 0} (1 + n)^{ {\\frac{1}{n}} } ) <\/span>\n<p>Y sabiendo que:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ lim_{n \\rightarrow 0} (1 + n)^{ {\\frac{1}{n}} } = e <\/span>\n<p>Tenemos finalmente que:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = \\frac{1}{x} ln (e) = \\frac{1}{x} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{ f\\prime(x) = \\frac{1}{x} } <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">~~~<\/span>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para el seno<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Veamos ahora el caso del seno:<\/p>\n\n\n<p>Sea:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = sen (x) <\/span>\n<p>Su derivada es:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = cos (x) <\/span>\n<p>Ahora desarrollemos la derivada:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{(x+h)-x} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{sen (x+h) - sen (x)}{h} <\/span>\n<p>Sabiendo que:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ sen(a+b) = sen(a)~cos(b) + sen(b)~cos(a) <\/span>\n<p>Tenemos:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{sen(x)~cos(h) + sen(h)~cos(x) - sen(x)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{sen(x)~(cos(h) - 1) + sen(h)~cos(x)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{sen(x)~(cos(h) - 1)}{h} + lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{sen(h)~cos(x)}{h} = sen(x)~lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{cos(h) - 1}{h} + cos(x)~lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{sen(h)}{h} <\/span>\n<p>Y aqu\u00ed tenemos dos l\u00edmites que resolver:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{cos(h) - 1}{h} = 0 <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{sen(h)}{h} = 1 <\/span><\/p>\n<p>Con lo que finalmente:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{ f\\prime(x) = cos(x) } <\/span>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ <\/span>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para el coseno<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Veamos ahora el caso del coseno:<\/p>\n\n\n<p>Sea:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = cos (x) <\/span>\n<p>Su derivada es:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = -sen (x) <\/span>\n<p>Ahora desarrollemos la derivada:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{(x+h)-x} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{f(x+h) - f(x)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{cos (x+h) - cos (x)}{h} <\/span>\n<p>Sabiendo que:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ cos(a+b) = cos(a)~cos(b) - sen(b)~sen(a) <\/span>\n<p>Tenemos:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{cos(x)~cos(h) - sen(x)~sen(h) - cos(x)}{h} = lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{cos(x)~(cos(h) - 1) + sen(x)~sen(h))}{h} = cos (x)~lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{cos(h) - 1}{h} - sen(x)~lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{sen(h)}{h} <\/span>\n<p>Y aqu\u00ed tenemos dos l\u00edmites que resolver:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{cos(h) - 1}{h} = 0 <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ lim_{h \\rightarrow 0} \\frac{sen(h)}{h} = 1 <\/span><\/p>\n<p>Con lo que finalmente:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{ f\\prime(x) = -sen(x) } <\/span>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ <\/span>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Demostraci\u00f3n para la tangente<\/h4>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Veamos ahora el caso de la tangente:<\/p>\n\n\n<p>Sea:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y = f(x) = tg (x) = \\frac{sen(x)}{cos(x)} = sen(\n\nx)~cos(x)^{-1} <\/span>\n<p>Su derivada es:<\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ y\\prime = f\\prime(x) = \\frac{1}{cos^2 x} <\/span>\n<p>Ahora desarrollemos la derivada:<\/p>\n<p><span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ f\\prime(x) = \\frac{(sen(x))\\prime~cos(x) - sen(x)~(cos(x))\\prime}{cos^2(x)} = \\frac{cos(x)~cos(x) - sen(x)~(-sen(x))}{cos^2(x)} = \\frac{cos^2(x) + sen^2(x)}{cos^2(x)} = \\frac{1}{cos^2(x)} <\/span><br \/>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\"> ~~~ \\boxed{f\\prime(x) = \\frac{1}{cos^2 x}} <\/span><\/p>\n<span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">~~~<\/span>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Concepto de derivabilidad y continuidad en la derivaci\u00f3n<\/h4>\n\n\n<p>Cuando estamos manejando el concepto de derivada de una funci\u00f3n, cabe destacar que es importante que dicha funci\u00f3n sea cont\u00ednua en dicho punto en su definici\u00f3n. En los anteriores casos hemos asumido que las funciones eran derivables en un dominio completo de los n\u00fameros reales en un intervalo abierto desde <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">-\\infty<\/span> a <span class=\"katex-eq\" data-katex-display=\"false\">+\\infty<\/span>, y los resultados de las demostraciones son gen\u00e9ricas para dichos intervalos.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Y en cuanto a la continuidad de las funciones ser\u00e1 importante tener en cuenta que la continuidad de las funciones a la hora de derivar es necesaria pero no suficiente, ya que existir\u00e1n casos que a pesar de existir una continuidad, sin embargo presentan problemas en su derivabilidad, l\u00e9ase el caso  de una funci\u00f3n como f(x) = |x| .<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La derivada de una funci\u00f3n es un concepto muy relevante en el mundo de las matem\u00e1ticas y que define la variaci\u00f3n infinitesimal de una funci\u00f3n en un punto.<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":535,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","_seopress_titles_title":"%%post_title%%","_seopress_titles_desc":"%%post_excerpt%%","_seopress_robots_index":"","footnotes":""},"categories":[21],"tags":[],"class_list":["post-533","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-analisis-matematico"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/533","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=533"}],"version-history":[{"count":293,"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/533\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1007,"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/533\/revisions\/1007"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/media\/535"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=533"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=533"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/zynetyka.com\/la-espiral-de-la-vida\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=533"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}