a) Calcule la función derivada de cada una de las siguientes funciones:
f(x)=ln(3x2−3)+x+21−2xg(x)=2ex3+x2(3x+4)3Para la función f(x), derivamos el término logarítmico mediante la regla de la cadena y la fracción mediante la regla del cociente:
f′(x)=3x2−36x+(x+2)2−2(x+2)−(1−2x)(1) Simplificamos el primer término dividiendo numerador y denominador entre 3, y el segundo término operando en el numerador:
f′(x)=x2−12x+(x+2)2−2x−4−1+2x f′(x)=x2−12x−(x+2)25 Para la función g(x), aplicamos la regla de la cadena en el primer sumando y la regla del producto en el segundo:
g′(x)=2ex3⋅3x2+[2x(3x+4)3+x2⋅3(3x+4)2⋅3] Simplificamos y extraemos factor común para obtener la expresión final:
g′(x)=6x2ex3+2x(3x+4)3+9x2(3x+4)2 g′(x)=6x2ex3+x(3x+4)2[2(3x+4)+9x] g′(x)=6x2ex3+x(3x+4)2(15x+8) b) Calcule las ecuaciones de las rectas tangentes a las gráficas de las funciones h(x)=x2+1 y p(x)=x+1x−1, en el punto de abscisa x=1. ¿En qué punto se cortan ambas rectas?Para la función h(x)=x2+1 en x=1, calculamos el punto de tangencia y la pendiente:El punto es (1,h(1)), donde h(1)=12+1=2. La pendiente es m1=h′(1). Como h′(x)=2x, entonces m1=2. La ecuación de la recta tangente es:
y−2=2(x−1)⟹y=2x Para la función p(x)=x+1x−1 en x=1:El punto es (1,p(1)), donde p(1)=1+11−1=0. La pendiente es m2=p′(1). Derivamos la función:
p′(x)=(x+1)21(x+1)−(x−1)(1)=(x+1)22 La pendiente es m2=p′(1)=222=21. La ecuación de la recta tangente es:
y−0=21(x−1)⟹y=21x−21 Para encontrar el punto de corte, igualamos las ecuaciones de ambas rectas:
2x=21x−21⟹4x=x−1⟹3x=−1⟹x=−31 Sustituyendo el valor de x en la primera recta para obtener y:
y=2(−31)=−32 Por lo tanto, el punto de corte es:
(−31,−32)