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Derivadas exponenciales y logarítmicas

Derivada de e^(x²): fórmula, pasos y ejemplos

La derivada de e^(x²) es 2x·e^(x²). Pasos con la regla de la cadena, la segunda derivada, en qué se diferencia de (eˣ)² y ejemplos como e^(−x²).

Derivadas exponenciales y logarítmicas Actualizado 2 min de lectura

De un vistazo

\frac{d}{dx}\,e^{x^2} = 2x\,e^{x^2}
Derivada
2x\,e^{x^2}
Segunda derivada
(4x^2 + 2)\,e^{x^2}
Punto crítico
x = 0, un mínimo
Función relacionada
\dfrac{d}{dx}e^{-x^2} = -2x\,e^{-x^2}
Integral
\int e^{x^2}\,dx no tiene fórmula elemental
En esta página
  1. Paso a paso con la regla de la cadena
  2. Gráfica de e^(x²) y de su derivada
  3. Segunda derivada
  4. e^(x²) frente a (eˣ)²
  5. Ejemplos resueltos
  6. Errores comunes

La derivada de e^{x^2} es 2x\,e^{x^2}. La exponencial se copia sin cambios y se multiplica por la derivada del exponente x^2.

\frac{d}{dx}\,e^{x^2} = 2x\,e^{x^2}

Paso a paso con la regla de la cadena

La función es una composición: una exponencial exterior e^u y un interior u = x^2. Por la regla de la cadena:

  1. Deriva la exterior y conserva el interior: como la derivada de eˣ es e^x, esto da e^{x^2}.
  2. Deriva el interior: \frac{d}{dx}x^2 = 2x.
  3. Multiplica: e^{x^2}\cdot 2x = 2x\,e^{x^2}.

Lo habitual es escribir el 2x delante para que nadie lo confunda con parte del exponente.

Gráfica de e^(x²) y de su derivada

Gráfica de y = e^(x²) y de su derivada y = 2x·e^(x²)
La función tiene un mínimo en (0, 1), donde la derivada cruza el cero. Lejos de 0 ambas crecen muy deprisa.

La derivada 2x\,e^{x^2} es negativa para x < 0 y positiva para x > 0, porque e^{x^2} siempre es positiva. Así que la gráfica baja, toca fondo en x = 0 y luego sube. Es simétrica respecto al eje y, y su derivada es una función impar.

Segunda derivada

Deriva 2x\,e^{x^2} con la regla del producto:

\frac{d^2}{dx^2}e^{x^2} = 2\cdot e^{x^2} + 2x\cdot 2x\,e^{x^2} = (4x^2 + 2)\,e^{x^2}

Como 4x^2 + 2 > 0, la curva es cóncava hacia arriba en todas partes y no tiene puntos de inflexión.

e^(x²) frente a (eˣ)²

Se parecen, pero son funciones distintas:

Función Simplificada Derivada
e^{x^2} e^{(x^2)} 2x\,e^{x^2}
(e^x)^2 e^{2x} 2e^{2x}

En x = 3: e^{x^2} = e^9 \approx 8103, pero (e^x)^2 = e^6 \approx 403. Consulta la derivada de e^(2x) para la segunda.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: la campana de Gauss. Para f(x) = e^{-x^2}, la derivada interior es -2x:

f'(x) = -2x\,e^{-x^2}

Esta forma es el núcleo de la distribución normal. El máximo está en x = 0.

Ejemplo 2: una constante en el exponente. Para g(x) = e^{3x^2 + 1},

g'(x) = 6x\,e^{3x^2 + 1}

Ejemplo 3: un producto. Para h(x) = x\,e^{x^2},

h'(x) = e^{x^2} + x\cdot 2x\,e^{x^2} = (1 + 2x^2)\,e^{x^2}

Fíjate en que h'(x) siempre es positiva, así que h siempre es creciente.

Errores comunes

  1. Olvidar el 2x. \frac{d}{dx}e^{x^2} = e^{x^2} es incorrecto; eso solo vale para e^x sin más.
  2. Escribir e^{2x}. El exponente nunca cambia al derivar una exponencial.
  3. Usar la regla de la potencia. x^2 e^{x^2 - 1} trata la exponencial como una potencia de e con base variable. No lo es.
  4. Esperar una integral sencilla. Puedes derivar e^{x^2} en una línea, pero su antiderivada no tiene fórmula elemental. Lee la integral de e^(x²) para saber por qué y qué hacer en su lugar.

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Preguntas frecuentes

¿Cuál es la derivada de e^(x²)?

La derivada de e^{x^2} es 2x\,e^{x^2}, por la regla de la cadena.

¿Cuál es la segunda derivada de e^(x²)?

Aplica la regla del producto a 2x\,e^{x^2}: 2e^{x^2} + 2x\cdot 2x\,e^{x^2} = (4x^2 + 2)e^{x^2}.

¿Cuál es la derivada de e^(−x²)?

La derivada interior es -2x, así que el resultado es -2x\,e^{-x^2}.

¿Es e^(x²) lo mismo que (e^x)²?

No. (e^x)^2 = e^{2x}, cuya derivada es 2e^{2x}. En e^{x^2} solo la x está al cuadrado.

Escrito por el equipo de PracticeCalculus

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