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Introducción a Derivadas

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El significado geometrico tanto de las derivadas ordinarias como parciales.

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Derivada como Pendiente

Descripción

La derivada corresponde geometricamente a la pendiente de una curva en un punto. Esta se calcula como la relación del incremento de la altura por el largo de la base de un triangulo que se dibuje con dos puntos próximos sobre la curva.Es fácil ver que si la curva presenta algún grado de curvatura ambos puntos tienen que estar muy próximos para que el valor estimado corresponda realmente a la pendiente.

ID:(621, 0)



Derivadas

Descripción

Las derivadas son claves en la formulación de la mayor parte de las leyes que existen en física. Por ello es importante comprender como actúan las derivadas y en que forma las podemos calcular.

ID:(632, 0)



Derivadas de dos Funciones

Descripción

Algunas veces tenemos que calcular derivadas de funciones compuestas, es decir expresiones que son sumas, restas, multiplicaciones y divisiones de dos o mas funciones.Finalmente toda expresión se puede reducir a sumas, multiplicaciones y divisiones de funciones.

ID:(629, 0)



Introducción a Derivadas

Descripción

El significado geometrico tanto de las derivadas ordinarias como parciales.

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Ejemplos

Se puede dar que deseamos derivar respecto de una variable x pero la funci n depende de esta pero multiplicada por otra variable. Un ejemplo ser a

f(x)=\cos(ax)

Como la derivada de una funci n \cos(u) en u es conocida se puede hacer lo que se denomina un cambio de variable. En este caso bastar a introducir un u de la forma

u=ax

Para transformar la derivada en x en una en u se trabaja con lo que se denomina la regla de la cadena (notaci n de Leibniz)

$\displaystyle\frac{df}{dx}=\displaystyle\frac{df}{du}\displaystyle\frac{du}{dx}$

Con ello en nuestro ejercicio anterior se tiene\displaystyle\frac{d}{dx}\cos(ax)=\displaystyle\frac{df}{du}\displaystyle\frac{du}{dx}=\displaystyle\frac{d}{du}\cos(u)\displaystyle\frac{d}{dx}(ax)=-sin(ax)a

(ID 3577)

La derivada parcial de la multiplicaci n de una constante y una funci n es igual a la constante multiplicada por la derivada parcial de la funci n. Si c es la constante, f la funci n y x la variable en que se esta derivando, se tiene que:

$\displaystyle\frac{\partial}{\partial x}(cf)=c\displaystyle\frac{\partial f}{\partial x}$

Nota: la constante puede depender en particular de todas las dem s variables fuera de la variable en que se esta derivando.

(ID 3279)

La derivada se define como la proporci n de la variaci n de una funci n con respecto de la variaci n de la variable de la que depende en el limite de dicha variaci n tiende a cero:

$\displaystyle\frac{df}{dx}=\lim_{\epsilon\rightarrow 0}\displaystyle\frac{f(x+\epsilon)-f(x)}{\epsilon}$

La derivada tambi n se puede realizar con ayuda del programa wxMaxima. En ese caso se empela la funci n diff. Para el caso que se quiere derivar la funci n a,x\cos(x) en la variable x se escribe```diff(a*x*cos(x),x,1)```donde el primer argumento es la funci n, el segundo la variable que se deriva y el tercero el orden.

(ID 3560)

Una derivada parciales corresponde a una derivada (ordinaria) de una funci n multi variable sobre una de dichas variables manteniendo todas las restantes variables como constante.

Si una funci n f, que depende de las variables son x_1,,x_2,,x_3,\ldots x_n, se pretende derivar en forma parcial respecto de x_i, la derivada se escribe como

$\displaystyle\frac{\partial f}{\partial x_i}=\lim_{\epsilon\rightarrow 0}\displaystyle\frac{f(x_1,x_2,\ldots,x_i+\epsilon,\ldots,x_n)-f(x_1,x_2,\ldots,x_i+\epsilon,\ldots,x_n)}{\epsilon}$

en donde los a_i representan los valores constantes de las dem s variables.

(ID 3278)

La derivada corresponde geometricamente a la pendiente de una curva en un punto. Esta se calcula como la relaci n del incremento de la altura por el largo de la base de un triangulo que se dibuje con dos puntos pr ximos sobre la curva.Es f cil ver que si la curva presenta alg n grado de curvatura ambos puntos tienen que estar muy pr ximos para que el valor estimado corresponda realmente a la pendiente.

(ID 621)

En el caso de una divisi n de funciones el proceso es algo mas complejo ya que se rigen por:

$\displaystyle\displaystyle\frac{d}{dx}\left(\displaystyle\displaystyle\frac{f}{g}\right)=\displaystyle\displaystyle\frac{\displaystyle\displaystyle\frac{df}{dx}g - f\displaystyle\displaystyle\frac{dg}{dx}}{g^2}$

Como ejemplo si tenemos las funciones y sus correspondientes derivadasf(x)=x^2\longrightarrow f'(x)=2xyg(x)=cos(x)\longrightarrow g'(x)=-sin(x)la derivada de la divisi n sera(\displaystyle\frac{f}{g})'=(\displaystyle\frac{x^2}{\cos(x)})'=\displaystyle\frac{f'g-fg'}{g^2}=\displaystyle\frac{2x\cos(x)+x^2\sin(x)}{\cos^2x}

(ID 3576)

Las derivadas son claves en la formulaci n de la mayor parte de las leyes que existen en f sica. Por ello es importante comprender como act an las derivadas y en que forma las podemos calcular.

(ID 632)

Algunas veces tenemos que calcular derivadas de funciones compuestas, es decir expresiones que son sumas, restas, multiplicaciones y divisiones de dos o mas funciones.Finalmente toda expresi n se puede reducir a sumas, multiplicaciones y divisiones de funciones.

(ID 629)

La derivada parcial del producto de dos funci n es igual a la suma de los productos en que cada vez se deriva en forma parcial una de las funciones. Si f y g son las funci n y x la variable en que se esta derivando, se tiene que:

$\displaystyle\frac{\partial}{\partial x}(fg)=\displaystyle\frac{\partial f}{\partial x}g+\displaystyle\frac{\partial g}{\partial x}$

(ID 3281)

La derivada parcial de la suma de dos funci n es igual a la suma de la derivada parcial de la cada funci n. Si f y g son las funci n y x la variable en que se esta derivando, se tiene que:

$\frac{\partial}{\partial x}(f+g)=\frac{\partial f}{\partial x}+\frac{\partial g}{\partial x}$

(ID 3280)


ID:(453, 0)