El concepto básico de derivados


Imagina que tienes una función f(x)f(x). Por ejemplo, podría tener algo como f(x)=x2f(x) = x^2 o tal vez algo como f(x)=sinxf(x) = \sin x. Definimos la derivada de la función f(x)f(x) en el punto x0x_0 como

f(x0)=limxx0f(x)f(x0)xx0f'(x_0) = \lim_{x\to x_0} \frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}

si existe el límite. Antes de quejarse diciendo "¿Qué diablos es esto?" déjame decirte algo, esto no es complicado como puede parecer a primera vista. Primero, un par de observaciones sobre de qué se trata este límite.

  • El derivado f(x)f'(x) también es una función (siempre que esté definido).

  • La derivada se calcula en un punto dado x0x_0, utilizando el límite que se muestra arriba. Si este límite existe, y solo si existe, decimos que la derivada está bien definida en el punto x0x_0 a, y se escribe como f(x0)f'(x_0)

  • En otras palabras, la derivada f(x)f'(x) se puede pensar como una función que depende de la función original f(x)f(x), y que se calcula punto por punto.

  • Eso es todo, eso es todo lo que necesitas saber por ahora (¡en serio!).

Observe que el concepto de derivada en un punto dado x0x_0 se interpreta como la tasa instantánea de cambio de la función en ese punto. Esto se logra calculando el tasa promedio de cambio para un intervalo de ancho Δx\Delta x, y tomando ese Δx\Delta x cuando se acerca a cero.

Es hora de buscar algunos ejemplos claros para comprender lo que está sucediendo:

Ejemplo : Calcule la derivada de la función f(x)=x2f(x) = x^2 en el punto x0=2x_0 = 2

Solución : Simplemente usamos la definición y reemplazamos los términos correspondientes. Veamos lo que obtenemos:

f(2)=limx2x222x2f'(2) = \lim_{x\to 2} \frac{x^2-2^2}{x-2}

Simplemente reemplazamos f(x)=x2f(x) = x^2 y x0=2x_0 = 2 en la definición original de derivada. Ahora, notando que x222=(x2)(x+2)x^2 - 2^2 = (x-2)(x+2), encontramos que

f(2)=limx2x222x2=limx2(x2)(x+2)x2=limx2(x+2)=4f'(2) = \lim_{x\to 2} \frac{x^2-2^2}{x-2} = \lim_{x\to 2} \frac{(x-2)(x+2)}{x-2}= \lim_{x\to 2} (x+2) = 4

En el siguiente tutorial aprenderemos más cosas sobre cómo calcular derivadas.

(Continuar con los tutoriales Derivados 2 )

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