El documento explica el proceso de derivación implícita, donde una función está definida implícitamente por una ecuación en lugar de explícitamente. A través de un ejemplo, muestra cómo encontrar la derivada de una función implícita mediante la diferenciación de ambos lados de la ecuación y resolviendo para dy/dx. Luego, resuelve tres ejemplos adicionales aplicando este proceso de derivación implícita.
Unitario - Serie Fotográfica - Emmanuel Toloza Pineda
Derivación implícita: proceso y ejemplos
1. Derivación implícita
Si f = {(x,y) │y= 5x²-8x+3},
Entoncesla ecuación:y=5x²-8x+3 define explícitamentelafunciónf.sinembargo,notodaslas
funcionesestándefinidasexplícitamente.Porejemplosi tenemoslaecuación
X⁵-6x=4y⁶+y³-y (I)
no podemosresolverexplícitamenteparayen términosde x;laecuaciónI se cumple,estoes,de
modoque la ecuación:
X⁵3[f(x)]⁶+[f(x)]³-f(x)
es ciertapara todoslosvaloresde x enel dominiode f.eneste casola funciónf estádefinida
implícitamente porlaecuacióndada.
Suponiendoque laecuación(I) definaaypor lo menoscomouna funcióndiferenciable de x.
podemosencontrarladerivadade ycon respectoa x por el procesollamadodiferenciación
implícita.La ecuación(i) esuncaso especial que implicaaX y a Y puestoque puede expresarsede
modoque todoslos términosenx esténde otrolado.Este sirve comoel primerejemplopara
ilustrarel procesode diferenciaciónimplícita.
El primermiembrode (i) esunafunciónde X,y el segundo,unafunciónde y.seaf lafunción
definidaporel primermiembrode (i) yg, lafuncióndefinidaporel segundomiembro. Así:
F(X)=X⁵-6X Y G(X)= 4y⁶+y³-y
Donde y esuna funciónde x digamosy=f(x). Portanto(i) puede escribirse como:
F(x)=g (f(x))
Esta ecuaciónse cumple para todoslosvaloresde x en el dominiode f paralos que existag(f(x))
entonces,paratodoslosvaloresde x para cuales f sea diferenciable,tenemos:
DX(X⁵-6X)=Dx (4y⁶+y³-y)
La derivada en el primermiembrose encuentragráficamente,ytenemos:
Dx(x⁵-6x)=5x⁴
Encontramosla derivadade segundomiembrode laecuación(II) porlareglade lacadena
dándonos:dx (4y⁶+y³-y)=24y⁵
𝑑𝑦
𝑑𝑥
+3y²
𝑑𝑦
𝑑𝑥
-
𝑑𝑦
𝑑𝑥
(IV)
Al sustituirlosvalores(III) y(IV) en(II) tenemos:
5x⁴-6 = (24y⁵+3y²-1)
𝑑𝑦
𝑑𝑥
𝑑𝑦
𝑑𝑥
=
5𝑥4−6
24𝑦5+3𝑦²−1