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Daniel há 11 anos
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Como resolver usando a regra da cadeia?

F(X)=ln(1+3x^2)/(1-x^3))
Cálculo
2 respostas
Minerva IA
Inteligência Artificial do Profes
Respondeu há 8 meses

Para resolver a derivada da função F(x)=ln(1+3x21x3) usando a regra da cadeia, vamos primeiro simplificar a expressão e, em seguida, aplicar a regra da cadeia.

  1. Identifique as funções envolvidas: Podemos escrever F(x) de uma forma que facilita a aplicação da regra da cadeia. Note que temos:
F(x)=ln(u(x))

onde u(x)=1+3x21x3.

  1. Derivada de ln(u): A derivada de F(x) em relação a x usando a regra da cadeia é:
F(x)=1u(x)·u(x)
  1. Calcule u(x): Para encontrar u(x), vamos usar a regra do quociente:
u(x)=1+3x21x3

A regra do quociente diz que se u(x)=f(x)g(x), então:

[ u'(x) = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{[g(x)]^2} ]

Aqui, f(x)=1+3x2 e g(x)=1x3.

  • Calculando f(x): f(x)=6x

  • Calculando g(x): g(x)=3x2

Agora, podemos substituir f(x), f(x), g(x), e g(x) na fórmula da derivada do quociente:

u(x)=(6x)(1x3)(1+3x2)(3x2)(1x3)2

Simplificando essa expressão:

u(x)=6x6x4+3x2+9x4(1x3)2=6x+3x2+3x4(1x3)2
  1. Substitua u(x) e u(x) na expressão de F(x):

Agora, voltando à derivada:

F(x)=1u(x)·u(x)=11+3x21x3·6x+3x2+3x4(1x3)2

Simplificando:

F(x)=1x31+3x2·6x+3x2+3x4(1x3)2 F(x)=(1x3)(6x+3x2+3x4)(1+3x2)(1x3)2
  1. Finalizando: A fórmula simplificada da derivada F(x) é:
F(x)=(1x3)(6x+3x2+3x4)(1+3x2)(1x3)2

Isso é o que você tem que fazer para encontrar a derivada da função F(x) usando a regra da cadeia. Se precisar de mais assistência ou tiver alguma dúvida específica, por favor, pergunte!

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Professora Aruana C.
Respondeu há 11 anos
Contatar Aruana

Oi, Daniel. Primeiro é necessário lembrar das propriedades de logaritmos. Uma delas é que, quando você tem log(a/b), isso é o mesmo que loga - logb . Isso vale para logaritmos de quaisquer bases: se o logaritmando é uma fração, você pode reescrever como uma subtração de dois logs com a mesma base que o original.

Neste caso específico: f(x) = ln((1+3x²)/(1-x^3)) = ln(1+3x²) - ln (1-x³).

Agora, para achar a derivada da função (na verdade temos uma função dentro de outra: uma função polinomial dentro de uma função logarítmica, por isso que se usa a regra da cadeia), você aplica a regra da cadeia para cada um destes. Faz assim: primeiro deriva a função logarítmica como se o logaritmando fosse simplesmente x. Pela tabela, a derivada de lnx é 1/x . Ok, mas você sabe que o logaritmando é, na verdade (1+3x²) na primeira parcela e (1-x³) na segunda parcela. Então em vez de 1/x, teremos 1/(1+3x²) e 1/(1-x³) Vamos guardar estes resultados , porque não acabou.

Agora vamos derivar o que tem dentro dessa logaritmos. A derivada de 1+3x² é bem facinha também. Será 6x, pois a derivada de 1, que é uma constante, é zero, e a de 3x² é dada por 2.3x¹ (regra do tombo). Analogamente , a derivada de (1-x³) será -3x². Guardemos estes resultados.

Blz, agora , pela regra da cadeia a derivada de uma função composta, ou seja, de uma função representada por funções "dentro" de outras será o produto das derivadas quando consideramos estas funções isoladamente. Então a derivada de ln(1+3x²) será:

1/(1+3x²) * 6x

E a derivada de ln (1-x³) será:

1/(1-x³) * (-3x²)

Logo, a derivada de f(x) é:

f'(x) = 1/(1+3x²) * 6x - 1/(1-x³) * (-3x²)

f'(x) = 6x/(1+3x²) + 3x²)/(1-x³)

Espero ter ajudado. Abraço!

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