Ii
CAL1 • Derivacion
CALC_DER_220
Schaum - Reglas para derivar funciones
Enunciado
En los problemas 53 y 54, hallar la $n$-ésima derivada de la función dada:
$$ y = \frac{1}{x^2} $$
$$ y = \frac{1}{x^2} $$
Solución Paso a Paso
1. Datos del problema:
2. Fórmulas o propiedades usadas:
3. Desarrollo paso a paso:
Para encontrar un patrón, calculamos las primeras derivadas de $y = x^{-2}$:
Observamos el patrón para la $n$-ésima derivada:
4. Resultado final:
Asumiendo el patrón identificado para cualquier número natural $n$:
$$ \boxed{y^{(n)} = \frac{(-1)^n (n+1)!}{x^{n+2}}} $$
- Función original: $y = x^{-2}$
- Objetivo: Hallar la expresión general para $y^{(n)}$
2. Fórmulas o propiedades usadas:
- Regla de la potencia: $\frac{d}{dx}[x^k] = k \cdot x^{k-1}$
- Definición de factorial: $n! = n \cdot (n-1) \cdot \dots \cdot 1$
3. Desarrollo paso a paso:
Para encontrar un patrón, calculamos las primeras derivadas de $y = x^{-2}$:
- Primera derivada ($n=1$):
$$ y' = -2x^{-3} = \frac{-2}{x^3} $$ - Segunda derivada ($n=2$):
$$ y'' = (-2)(-3)x^{-4} = \frac{(-1)^2 \cdot (3 \cdot 2 \cdot 1)}{x^4} = \frac{(-1)^2 \cdot 3!}{x^4} $$ - Tercera derivada ($n=3$):
$$ y''' = (-2)(-3)(-4)x^{-5} = \frac{(-1)^3 \cdot (4 \cdot 3 \cdot 2 \cdot 1)}{x^5} = \frac{(-1)^3 \cdot 4!}{x^5} $$
Observamos el patrón para la $n$-ésima derivada:
- El signo se alterna, representado por $(-1)^n$.
- El numerador corresponde al factorial de $(n+1)$.
- El exponente del denominador es siempre $n+2$.
4. Resultado final:
Asumiendo el patrón identificado para cualquier número natural $n$:
$$ \boxed{y^{(n)} = \frac{(-1)^n (n+1)!}{x^{n+2}}} $$