Cálculo Ejemplos

$y = (\sqrt{2 x + 5}) \tan (x^{2} + 5 x)$

Paso 1

Usa $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ para reescribir $\sqrt{2 x + 5}$ como ${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \tan (x^{2} + 5 x)]$

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 $f (x) = {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}$ y $g (x) = \tan (x^{2} + 5 x)$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [\tan (x^{2} + 5 x)] + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

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 $f (x) = \tan (x)$ y $g (x) = x^{2} + 5 x$ .

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Paso 3.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{1}$ como $x^{2} + 5 x$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} (\frac{d}{d u_{1}} [\tan (u_{1})] \frac{d}{d x} [x^{2} + 5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 3.2

La derivada de $\tan (u_{1})$ con respecto a $u_{1}$ es $\sec^{2} (u_{1})$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} (\sec^{2} (u_{1}) \frac{d}{d x} [x^{2} + 5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 3.3

Reemplaza todos los casos de $u_{1}$ con $x^{2} + 5 x$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} (\sec^{2} (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [x^{2} + 5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 4

Diferencia.

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Paso 4.1

Según la regla de la suma, la derivada de $x^{2} + 5 x$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [5 x]$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 4.2

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

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (2 x + \frac{d}{d x} [5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 4.3

Como $5$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $5 x$ con respecto a $x$ es $5 \frac{d}{d x} [x]$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (2 x + 5 \frac{d}{d x} [x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 4.4

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

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (2 x + 5 \cdot 1) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 4.5

Multiplica $5$ por $1$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (2 x + 5) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 5

Eleva $2 x + 5$ a la potencia de $1$ .

${(2 x + 5)}^{1} {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 6

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

${(2 x + 5)}^{1 + \frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 7

Simplifica la expresión.

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Paso 7.1

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

${(2 x + 5)}^{\frac{2}{2} + \frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 7.2

Combina los numeradores sobre el denominador común.

${(2 x + 5)}^{\frac{2 + 1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 7.3

Suma $2$ y $1$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Paso 8

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ es $f' (g (x)) g' (x)$ donde $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ y $g (x) = 2 x + 5$ .

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Paso 8.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u_{2}$ como $2 x + 5$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 8.2

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

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {u_{2}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 8.3

Reemplaza todos los casos de $u_{2}$ con $2 x + 5$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 9

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

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 10

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

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 11

Combina los numeradores sobre el denominador común.

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 12

Simplifica el numerador.

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Paso 12.1

Multiplica $- 1$ por $2$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 12.2

Resta $2$ de $1$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 13

Combina fracciones.

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Paso 13.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 13.2

Combina $\frac{1}{2}$ y ${(2 x + 5)}^{- \frac{1}{2}}$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{{(2 x + 5)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 13.3

Mueve ${(2 x + 5)}^{- \frac{1}{2}}$ al denominador mediante la regla del exponente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Paso 13.4

Combina $\frac{1}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$ y $\tan (x^{2} + 5 x)$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [2 x + 5]$

Paso 14

Según la regla de la suma, la derivada de $2 x + 5$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [5]$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [5])$

Paso 15

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

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (2 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [5])$

Paso 16

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

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [5])$

Paso 17

Multiplica $2$ por $1$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (2 + \frac{d}{d x} [5])$

Paso 18

Como $5$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $5$ con respecto a $x$ es $0$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (2 + 0)$

Paso 19

Simplifica los términos.

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Paso 19.1

Suma $2$ y $0$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} \cdot 2$

Paso 19.2

Combina $\frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$ y $2$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x) \cdot 2}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 19.3

Mueve $2$ a la izquierda de $\tan (x^{2} + 5 x)$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{2 \cdot \tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 19.4

Cancela el factor común.

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{2 \tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 19.5

Reescribe la expresión.

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 20

Para escribir ${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x)$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 21

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 22

Multiplica ${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}}$ por ${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}$ sumando los exponentes.

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Paso 22.1

Mueve ${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} {(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 22.2

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

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2} + \frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 22.3

Combina los numeradores sobre el denominador común.

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{1 + 3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 22.4

Suma $1$ y $3$ .

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{4}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 22.5

Divide $4$ por $2$ .

$\frac{{(2 x + 5)}^{2} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23

Simplifica cada término.

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Paso 23.1

Reescribe ${(2 x + 5)}^{2}$ como $(2 x + 5) (2 x + 5)$ .

$\frac{(2 x + 5) (2 x + 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.2

Expande $(2 x + 5) (2 x + 5)$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 23.2.1

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{(2 x (2 x + 5) + 5 (2 x + 5)) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.2.2

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{(2 x (2 x) + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x + 5)) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.2.3

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{(2 x (2 x) + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.3

Simplifica y combina los términos similares.

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Paso 23.3.1

Simplifica cada término.

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Paso 23.3.1.1

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

$\frac{(2 \cdot 2 x \cdot x + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.3.1.2

Multiplica $x$ por $x$ sumando los exponentes.

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Paso 23.3.1.2.1

Mueve $x$ .

$\frac{(2 \cdot 2 (x \cdot x) + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.3.1.2.2

Multiplica $x$ por $x$ .

$\frac{(2 \cdot 2 x^{2} + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.3.1.3

Multiplica $2$ por $2$ .

$\frac{(4 x^{2} + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.3.1.4

Multiplica $5$ por $2$ .

$\frac{(4 x^{2} + 10 x + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.3.1.5

Multiplica $2$ por $5$ .

$\frac{(4 x^{2} + 10 x + 10 x + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.3.1.6

Multiplica $5$ por $5$ .

$\frac{(4 x^{2} + 10 x + 10 x + 25) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.3.2

Suma $10 x$ y $10 x$ .

$\frac{(4 x^{2} + 20 x + 25) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Paso 23.4

Aplica la propiedad distributiva.

$\frac{4 x^{2} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + 20 x \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + 25 \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$