Cálculo Ejemplos

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

Paso 1

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

${(4 x - 3)}^{2} \frac{d}{d x} [{(4 - x^{5})}^{4}] + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 2

Diferencia con la regla de la cadena, que establece que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ es $f' (g (x)) g' (x)$ donde $f (x) = x^{4}$ y $g (x) = 4 - x^{5}$ .

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Paso 2.1

Para aplicar la regla de la cadena, establece $u$ como $4 - x^{5}$ .

${(4 x - 3)}^{2} (\frac{d}{d u} [u^{4}] \frac{d}{d x} [4 - x^{5}]) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 2.2

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

${(4 x - 3)}^{2} (4 u^{3} \frac{d}{d x} [4 - x^{5}]) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 2.3

Reemplaza todos los casos de $u$ con $4 - x^{5}$ .

${(4 x - 3)}^{2} (4 {(4 - x^{5})}^{3} \frac{d}{d x} [4 - x^{5}]) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 3

Diferencia.

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Paso 3.1

Según la regla de la suma, la derivada de $4 - x^{5}$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [4] + \frac{d}{d x} [- x^{5}]$ .

${(4 x - 3)}^{2} (4 {(4 - x^{5})}^{3} (\frac{d}{d x} [4] + \frac{d}{d x} [- x^{5}])) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 3.2

Como $4$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $4$ con respecto a $x$ es $0$ .

${(4 x - 3)}^{2} (4 {(4 - x^{5})}^{3} (0 + \frac{d}{d x} [- x^{5}])) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 3.3

Suma $0$ y $\frac{d}{d x} [- x^{5}]$ .

${(4 x - 3)}^{2} (4 {(4 - x^{5})}^{3} \frac{d}{d x} [- x^{5}]) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 3.4

Como $- 1$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- x^{5}$ con respecto a $x$ es $- \frac{d}{d x} [x^{5}]$ .

${(4 x - 3)}^{2} (4 {(4 - x^{5})}^{3} (- \frac{d}{d x} [x^{5}])) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 3.5

Multiplica $- 1$ por $4$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 4 {(4 - x^{5})}^{3} \frac{d}{d x} [x^{5}]) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 3.6

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 5$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 4 {(4 - x^{5})}^{3} (5 x^{4})) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 3.7

Simplifica la expresión.

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Paso 3.7.1

Multiplica $5$ por $- 4$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 {(4 - x^{5})}^{3} x^{4}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 3.7.2

Reordena los factores de $- 20 {(4 - x^{5})}^{3} x^{4}$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [{(4 x - 3)}^{2}]$

Paso 3.7.3

Reescribe ${(4 x - 3)}^{2}$ como $(4 x - 3) (4 x - 3)$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [(4 x - 3) (4 x - 3)]$

Paso 4

Expande $(4 x - 3) (4 x - 3)$ con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).

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Paso 4.1

Aplica la propiedad distributiva.

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [4 x (4 x - 3) - 3 (4 x - 3)]$

Paso 4.2

Aplica la propiedad distributiva.

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [4 x (4 x) + 4 x \cdot - 3 - 3 (4 x - 3)]$

Paso 4.3

Aplica la propiedad distributiva.

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [4 x (4 x) + 4 x \cdot - 3 - 3 (4 x) - 3 \cdot - 3]$

Paso 5

Simplifica y combina los términos similares.

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Paso 5.1

Simplifica cada término.

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Paso 5.1.1

Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [4 \cdot 4 x \cdot x + 4 x \cdot - 3 - 3 (4 x) - 3 \cdot - 3]$

Paso 5.1.2

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

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Paso 5.1.2.1

Mueve $x$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [4 \cdot 4 (x \cdot x) + 4 x \cdot - 3 - 3 (4 x) - 3 \cdot - 3]$

Paso 5.1.2.2

Multiplica $x$ por $x$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [4 \cdot 4 x^{2} + 4 x \cdot - 3 - 3 (4 x) - 3 \cdot - 3]$

Paso 5.1.3

Multiplica $4$ por $4$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [16 x^{2} + 4 x \cdot - 3 - 3 (4 x) - 3 \cdot - 3]$

Paso 5.1.4

Multiplica $- 3$ por $4$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [16 x^{2} - 12 x - 3 (4 x) - 3 \cdot - 3]$

Paso 5.1.5

Multiplica $4$ por $- 3$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [16 x^{2} - 12 x - 12 x - 3 \cdot - 3]$

Paso 5.1.6

Multiplica $- 3$ por $- 3$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [16 x^{2} - 12 x - 12 x + 9]$

Paso 5.2

Resta $12 x$ de $- 12 x$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} \frac{d}{d x} [16 x^{2} - 24 x + 9]$

Paso 6

Según la regla de la suma, la derivada de $16 x^{2} - 24 x + 9$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [16 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 24 x] + \frac{d}{d x} [9]$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (\frac{d}{d x} [16 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 24 x] + \frac{d}{d x} [9])$

Paso 7

Como $16$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $16 x^{2}$ con respecto a $x$ es $16 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (16 \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 24 x] + \frac{d}{d x} [9])$

Paso 8

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

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (16 (2 x) + \frac{d}{d x} [- 24 x] + \frac{d}{d x} [9])$

Paso 9

Multiplica $2$ por $16$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (32 x + \frac{d}{d x} [- 24 x] + \frac{d}{d x} [9])$

Paso 10

Como $- 24$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- 24 x$ con respecto a $x$ es $- 24 \frac{d}{d x} [x]$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (32 x - 24 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [9])$

Paso 11

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

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (32 x - 24 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [9])$

Paso 12

Multiplica $- 24$ por $1$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (32 x - 24 + \frac{d}{d x} [9])$

Paso 13

Como $9$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $9$ con respecto a $x$ es $0$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (32 x - 24 + 0)$

Paso 14

Simplifica con la obtención del factor común.

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Paso 14.1

Suma $32 x - 24$ y $0$ .

${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (32 x - 24)$

Paso 14.2

Factoriza ${(4 - x^{5})}^{3}$ de ${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3}) + {(4 - x^{5})}^{4} (32 x - 24)$ .

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Paso 14.2.1

Factoriza ${(4 - x^{5})}^{3}$ de ${(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4} {(4 - x^{5})}^{3})$ .

${(4 - x^{5})}^{3} ({(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4})) + {(4 - x^{5})}^{4} (32 x - 24)$

Paso 14.2.2

Factoriza ${(4 - x^{5})}^{3}$ de ${(4 - x^{5})}^{4} (32 x - 24)$ .

${(4 - x^{5})}^{3} ({(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4})) + {(4 - x^{5})}^{3} ((4 - x^{5}) (32 x - 24))$

Paso 14.2.3

Factoriza ${(4 - x^{5})}^{3}$ de ${(4 - x^{5})}^{3} ({(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4})) + {(4 - x^{5})}^{3} ((4 - x^{5}) (32 x - 24))$ .

${(4 - x^{5})}^{3} ({(4 x - 3)}^{2} (- 20 x^{4}) + (4 - x^{5}) (32 x - 24))$