derivada de (x^2)/((x^2-1)^4) — solución paso a paso

1) Derivemos:

\frac{d}{d x} (\frac{x^{2}}{{(x^{2} - 1)}^{4}})

Para

p1

x^{2}

q2

{(x^{2} - 1)}^{4}

, utilizamos la fórmula de derivación:

\frac{d}{d x} (\frac{p1}{q2}) = \frac{\frac{d}{d x} (p1) \cdot q2 - p1 \cdot \frac{d}{d x} (q2)}{{q2}^{2}}

2) Derivemos

p1

\frac{d}{d x} (x^{2})

ⓘ La derivada de

x^{n}

n x^{n - 1}

\frac{d}{d x} (x^{2})

2 x

2 x

3) Derivemos

q2

\frac{d}{d x} ({(x^{2} - 1)}^{4})

Aplicamos la fórmula de derivación

\frac{d}{d x} (f^{n}) = n \cdot \frac{d}{d x} (f) \cdot f^{n - 1}

con f =

x^{2} - 1

ⓘ La derivada de

x^{n}

n x^{n - 1}

\frac{d}{d x} ({(x^{2} - 1)}^{4})

4 \cdot \frac{d}{d x} (x^{2} - 1) \cdot {(x^{2} - 1)}^{3}

4 \cdot \frac{d}{d x} (x^{2} - 1) \cdot {(x^{2} - 1)}^{3}

ⓘ La derivada de una suma es la suma de las derivadas:

\frac{d}{d x} (x^{2} - 1)

\frac{d}{d x} (x^{2}) + 0

4 \cdot (\frac{d}{d x} (x^{2}) + 0) \cdot {(x^{2} - 1)}^{3}

ⓘ Sumar 0 no cambia nada:

\frac{d}{d x} (x^{2}) + 0

\frac{d}{d x} (x^{2})

■La derivada de

x^{n}

n x^{n - 1}

\frac{d}{d x} (x^{2})

2 x

4 \cdot 2 x \cdot {(x^{2} - 1)}^{3}

ⅰ

4 \cdot 2

8

8 x \cdot {(x^{2} - 1)}^{3}

4) Evaluamos la derivada obtenida (

\frac{p1}{q2}

)':

\frac{2 x \cdot {(x^{2} - 1)}^{4} - x^{2} \cdot 8 x \cdot {(x^{2} - 1)}^{3}}{{({(x^{2} - 1)}^{4})}^{2}}

ⓘ Multiplicar potencias de la misma base equivale a sumar los exponentes:

x^{2} x

x^{3}

■En una potencia de una potencia se multiplican los exponentes,

{(a^{n})}^{m} = a^{n m}

{({(x^{2} - 1)}^{4})}^{2}

{(x^{2} - 1)}^{4 \cdot 2}

\frac{2 x \cdot {(x^{2} - 1)}^{4} - 8 x^{3} \cdot {(x^{2} - 1)}^{3}}{{(x^{2} - 1)}^{4 \cdot 2}}

ⅰ

4 \cdot 2

8

\frac{2 x \cdot {(x^{2} - 1)}^{4} - 8 x^{3} \cdot {(x^{2} - 1)}^{3}}{{(x^{2} - 1)}^{8}}

ⓘ Extraemos el factor común de los términos para poder simplificar la fracción:

\frac{2 x \cdot {(x^{2} - 1)}^{4} - 8 x^{3} \cdot {(x^{2} - 1)}^{3}}{{(x^{2} - 1)}^{8}}

\frac{2 x \cdot ({(x^{2} - 1)}^{4} - 4 x^{2} \cdot {(x^{2} - 1)}^{3})}{{(x^{2} - 1)}^{8}}

\frac{2 x \cdot ({(x^{2} - 1)}^{4} - 4 x^{2} \cdot {(x^{2} - 1)}^{3})}{{(x^{2} - 1)}^{8}}

ⓘ Extraemos el factor común de los términos para poder simplificar la fracción:

\frac{2 x \cdot ({(x^{2} - 1)}^{4} - 4 x^{2} \cdot {(x^{2} - 1)}^{3})}{{(x^{2} - 1)}^{8}}

\frac{2 x \cdot {(x^{2} - 1)}^{3} \cdot ((x^{2} - 1) - 4 x^{2})}{{(x^{2} - 1)}^{8}}

\frac{2 x \cdot {(x^{2} - 1)}^{3} \cdot ((x^{2} - 1) - 4 x^{2})}{{(x^{2} - 1)}^{8}}

Simplificamos la fracción

\frac{{(x^{2} - 1)}^{3}}{{(x^{2} - 1)}^{8}}

por el factor común

{(x^{2} - 1)}^{3}

para obtener la nueva fracción:

\frac{1}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

\frac{2 \cdot x \cdot (x^{2} - 1 - 4 x^{2})}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

ⓘ Agrupamos los términos semejantes sumando sus coeficientes:

x^{2} - 4 x^{2}

-3 x^{2}

\frac{2 x \cdot (- 3 x^{2} - 1)}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

ⓘ Sacamos el signo menos como factor, cambiando el signo de cada término:

- 3 x^{2} - 1

- (3 x^{2} + 1)

\frac{2 x \cdot (- (3 x^{2} + 1))}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

ⓘ Colocamos el signo menos delante del producto:

2 \cdot (- (3 x^{2} + 1))

-2 \cdot (3 x^{2} + 1)

- \frac{2 x \cdot (3 x^{2} + 1)}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

ⓘ Desarrollamos por distributividad, multiplicando cada término de la suma por el otro factor:

2 x \cdot (3 x^{2} + 1)

6 x^{3} + 2 x

- \frac{6 x^{3} + 2 x}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

ⓘ Extraemos el factor común de los términos para poder simplificar la fracción:

- \frac{6 x^{3} + 2 x}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

\frac{2 x \cdot (- (3 x^{2} + 1))}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

\frac{2 x \cdot (- (3 x^{2} + 1))}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

ⓘ Colocamos el signo menos delante del producto:

2 \cdot (- (3 x^{2} + 1))

-2 \cdot (3 x^{2} + 1)

- \frac{2 x \cdot (3 x^{2} + 1)}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

5) Después continuamos la derivación:

ⅰ

\frac{d}{d x} (\frac{x^{2}}{{(x^{2} - 1)}^{4}})

- \frac{2 x \cdot (3 x^{2} + 1)}{{(x^{2} - 1)}^{5}}

▶Derivada:

- \frac{2 x \cdot (3 x^{2} + 1)}{{(x^{2} - 1)}^{5}}