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Pensamiento Matemático V · 5.º La regla de la cadena al detalle: derivar funciones compuestas capa por capa

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La regla de la cadena al detalle: derivar funciones compuestas capa por capa

✦ Composición de funciones; exterior por derivada de interior; tabla de ejemplos; detección de cuándo hace falta; raíces y potencias; cadenas dentro de cadenas · Pensamiento Matemático V · en menos de 3 minutos

Roadwise Consulting

Firmado y verificado · Fernando Castro

Objetivo: Aplicar la regla de la cadena a funciones compuestas identificando capas interior y exterior, derivando de afuera hacia adentro y multiplicando por la derivada de la interior, incluso con cadenas anidadas.

3 min Pensamiento Matemático V 15–18 años
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La regla de la cadena al detalle: derivar funciones compuestas capa por capa

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Cuando una función vive dentro de otra

La idea en una frase

La derivada de una composición f(g(x)) es f'(g(x)) · g'(x): se deriva la capa EXTERIOR dejando la interior intacta, y se multiplica por la derivada de la capa INTERIOR. La tentación de olvidar ese factor g'(x) es EL error clásico de la regla de la cadena. Siempre pregúntate: "¿qué hay adentro, y cuál es su derivada?" y multiplícala.

Detalle de cutícula de escarabajo Cheloderus Penai.jpg
Imagen libre de Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0, autor: Brandon Antonio Segura Torres & Priscilla Vieto Bonilla)
ExpresiónCapa exteriorCapa interior g(x)Derivada
(3x²+1)⁵(...)⁵3x² + 15(3x²+1)⁴ · 6x
sen(2x)sen(...)2xcos(2x) · 2
e^(x²)e^(...)x²e^(x²) · 2x

Cómo detectar que hace falta la cadena

Si ves una función con algo "complicado" dentro de un argumento (un paréntesis elevado, una raíz de una expresión, un trigonométrico de un polinomio), casi seguro necesitas la cadena. La señal es: hay una operación afuera que recibe como entrada otra operación. Separa mentalmente qué haces primero con x (adentro) y qué haces después (afuera).

Cadenas dentro de cadenas

A veces hay tres capas: sen²(3x) es (sen(3x))², con capas potencia, seno y 3x. Se deriva de afuera hacia adentro multiplicando todas las derivadas parciales: 2·sen(3x) · cos(3x) · 3. Mientras más capas, más factores, pero la mecánica es idéntica: baja cada capa derivando y multiplica todas.

Al derivar (2x + 1)³, la regla de la cadena exige multiplicar por…

La regla de la cadena se aplica cuando hay una función dentro del argumento de otra.

Deriva y = (x² + 3)⁴ usando la cadena.

4(x²+3)³ por la derivada de adentro

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¿Cuál es la derivada de (3x + 1)²? (Escríbela como coeficiente por binomio: 6(3x+1))

Se deriva la capa dejando la interior, y se por la derivada de la interior; mientras más capas, más .

¿Multiplicas siempre por la derivada interior?

Aquí se mira lo que ya fuiste acertando. Pulsa «Comprobar» para saber si puedes seguir.

Regla de la cadena: cómo derivar funciones compuestas en 5 minutos
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Cuando dudes de la cadena, comprueba con un caso pequeño expandiendo. (3x+1)² lo puedes derivar por cadena O expandiendo a 9x²+6x+1 y derivando directo: ambas vías deben coincidir. Si no coinciden, te faltó un factor. Usar un ejemplo simple como control de calidad es la forma más rápida de atrapar errores de cadena.

Deriva (x+1)³ por cadena y luego expandiendo: ¿coinciden?

Ambas dan 3(x+1)².

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