a) Calcule la derivada de las funciones siguientes:Para la función f(x)=(x2+2)3⋅e−2x, aplicamos la regla del producto (uv)′=u′v+uv′, donde u=(x2+2)3 y v=e−2x.Primero calculamos las derivadas de u y v:
u′=3(x2+2)2⋅(2x)=6x(x2+2)2 v′=e−2x⋅(−2)=−2e−2x Aplicando la regla del producto:
f′(x)=6x(x2+2)2⋅e−2x+(x2+2)3⋅(−2e−2x) Sacamos factor común 2e−2x(x2+2)2:
f′(x)=2e−2x(x2+2)2[3x−(x2+2)] f′(x)=2e−2x(x2+2)2(−x2+3x−2) Para la función g(x)=(1−2x2)2ln(1−x3), aplicamos la regla del cociente (vu)′=v2u′v−uv′, donde u=ln(1−x3) y v=(1−2x2)2.Primero calculamos las derivadas de u y v:
u′=1−x31⋅(−3x2)=1−x3−3x2 v′=2(1−2x2)⋅(−4x)=−8x(1−2x2) Aplicando la regla del cociente:
g′(x)=((1−2x2)2)2(1−x3−3x2)(1−2x2)2−ln(1−x3)⋅(−8x(1−2x2)) g′(x)=(1−2x2)41−x3−3x2(1−2x2)2+8x(1−2x2)ln(1−x3) Multiplicamos el numerador y el denominador por (1−x3) para simplificar:
g′(x)=(1−x3)(1−2x2)4−3x2(1−2x2)2+8x(1−2x2)(1−x3)ln(1−x3) Sacamos factor común (1−2x2) en el numerador:
g′(x)=(1−x3)(1−2x2)4(1−2x2)[−3x2(1−2x2)+8x(1−x3)ln(1−x3)] g′(x)=(1−x3)(1−2x2)3−3x2+6x4+8x(1−x3)ln(1−x3) b) Halle los valores de a y b para que sea horizontal la recta tangente a la gráfica de la función h(x)=x3+ax2+3x+b en el punto P(1,2).Para que la recta tangente a la gráfica de h(x) en el punto P(1,2) sea horizontal, se deben cumplir dos condiciones:1. El punto P(1,2) debe pertenecer a la gráfica de h(x), es decir, h(1)=2.2. La pendiente de la recta tangente en x=1 debe ser cero, es decir, h′(1)=0.Primero, calculamos la derivada de h(x):
h′(x)=3x2+2ax+3 Ahora, aplicamos la condición h′(1)=0:
h′(1)=3(1)2+2a(1)+3=0 3+2a+3=0 Finalmente, aplicamos la condición h(1)=2 con el valor de a=−3:
h(1)=(1)3+a(1)2+3(1)+b=2 1+(−3)(1)+3+b=2 1−3+3+b=2 Los valores de a y b son a=−3 y b=1.