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Derivadas exponenciales y logarítmicas

Derivada de ln(2x): por qué es 1/x, con ejemplos

La derivada de ln(2x) es 1/x, igual que la de ln x. Dos demostraciones, una gráfica de por qué coinciden las pendientes y el caso distinto de ln(2x + 1).

Derivadas exponenciales y logarítmicas Actualizado 2 min de lectura

De un vistazo

\frac{d}{dx}\,\ln(2x) = \frac{1}{x}
Derivada
\dfrac{1}{x} para x > 0
Forma general
\dfrac{d}{dx}\ln(kx) = \dfrac{1}{x} para cualquier constante k > 0
Propiedad clave de los logaritmos
\ln(2x) = \ln 2 + \ln x
Dominio de ln(2x)
x > 0
Compara
\dfrac{d}{dx}\ln(2x + 1) = \dfrac{2}{2x + 1}
En esta página
  1. Demostración 1: la regla de la cadena
  2. Demostración 2: separar primero el logaritmo
  3. Gráfica: dos curvas, mismas pendientes
  4. Cuando la constante no se simplifica
  5. Ejemplos resueltos
  6. Errores comunes

La derivada de \ln(2x) es \dfrac{1}{x}. Esto sorprende a muchos estudiantes: el 2 desaparece y el resultado coincide con la derivada de ln x.

\frac{d}{dx}\,\ln(2x) = \frac{1}{x}, \qquad x > 0

Demostración 1: la regla de la cadena

Sea u = 2x, de modo que u' = 2. La regla de la cadena para logaritmos dice "la derivada del interior entre el interior":

\frac{d}{dx}\ln(2x) = \frac{u'}{u} = \frac{2}{2x} = \frac{1}{x}

El 2 del numerador se simplifica con el 2 del denominador.

Demostración 2: separar primero el logaritmo

La propiedad del producto de los logaritmos dice que \ln(ab) = \ln a + \ln b. Así que

\ln(2x) = \ln 2 + \ln x

Ahora \ln 2 \approx 0.693 es solo un número, y la derivada de una constante es 0:

\frac{d}{dx}\ln(2x) = 0 + \frac{1}{x} = \frac{1}{x}

Esta segunda demostración explica por qué el resultado es el mismo que para \ln x.

Gráfica: dos curvas, mismas pendientes

Gráfica de y = ln(2x) y de y = ln x
La curva \ln(2x) es \ln x desplazada hacia arriba \ln 2 \approx 0.693. Desplazar una gráfica hacia arriba no cambia su pendiente, así que ambas tienen derivada \frac{1}{x}.

Para cualquier x, las dos curvas están separadas la misma distancia vertical, así que sus rectas tangentes son paralelas. En x = 2, por ejemplo, ambas tienen pendiente \frac{1}{2}.

Cuando la constante no se simplifica

El truco solo funciona cuando el interior es una constante por x. Compara:

Función Derivada ¿Se simplifica la constante?
\ln(2x) \frac{2}{2x} = \frac{1}{x} sí
\ln(5x) \frac{5}{5x} = \frac{1}{x} sí
\ln(2x + 1) \frac{2}{2x + 1} no
\ln(x + 2) \frac{1}{x + 2} no
\ln(2x^3) \frac{6x^2}{2x^3} = \frac{3}{x} el 2 se simplifica, la potencia se queda

La última fila funciona porque \ln(2x^3) = \ln 2 + 3\ln x.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: una recta tangente. En x = \frac{1}{2}, \ln(2x) = \ln 1 = 0 y la pendiente es \frac{1}{1/2} = 2. La recta tangente es

y = 2\left(x - \tfrac{1}{2}\right) = 2x - 1

Ejemplo 2: regla del producto. Para f(x) = x\ln(2x), la regla del producto da

f'(x) = \ln(2x) + x\cdot\frac{1}{x} = \ln(2x) + 1

Ejemplo 3: un cuadrado. Para g(x) = \left[\ln(2x)\right]^2, la función exterior es un cuadrado:

g'(x) = 2\ln(2x)\cdot\frac{1}{x} = \frac{2\ln(2x)}{x}

Errores comunes

  1. Escribir \frac{1}{2x}. Dividiste entre el interior pero olvidaste multiplicar por su derivada, 2.
  2. Escribir \frac{2}{x}. Multiplicaste por 2 pero no conservaste el 2 en el denominador.
  3. Simplificar en \ln(2x + 1). El 2 solo se simplifica cuando el interior es exactamente 2x.

Consulta también la derivada de ln(x²), donde dentro del logaritmo hay una potencia en lugar de un múltiplo, y practica más con los ejercicios de derivadas de funciones exponenciales y logarítmicas.

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Preguntas frecuentes

¿Cuál es la derivada de ln(2x)?

La derivada de \ln(2x) es \frac{1}{x}.

¿Por qué la derivada de ln(2x) es igual que la de ln x?

Porque \ln(2x) = \ln 2 + \ln x. Las dos funciones solo difieren en la constante \ln 2, así que sus gráficas son traslaciones verticales una de la otra y tienen la misma pendiente en todas partes.

¿Cuál es la derivada de ln(3x)?

También \frac{1}{x}. Para cualquier constante positiva k, \frac{d}{dx}\ln(kx) = \frac{k}{kx} = \frac{1}{x}.

¿Cuál es la derivada de ln(2x + 1)?

Es \frac{2}{2x + 1}. Al sumar 1 dentro, la constante ya no se separa como un logaritmo aparte, así que no se simplifica nada.

Escrito por el equipo de PracticeCalculus

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