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Reglas de derivación

Derivación implícita: pasos, fórmula y ejemplos resueltos

La derivación implícita calcula dy/dx sin despejar y. La regla clave, un método en cuatro pasos, ejemplos con rectas tangentes y errores comunes.

Reglas de derivación Actualizado 2 min de lectura

De un vistazo

\frac{d}{dx}\,f(y) = f'(y)\,\frac{dy}{dx}
Se aplica a
Ecuaciones que relacionan x e y en las que y no está despejada, como x^2 + y^2 = 25
Idea clave
Tratar y como función de x, así que cada término con y recibe un factor \frac{dy}{dx} por la regla de la cadena
Resultado
Una fórmula para \frac{dy}{dx} que normalmente contiene tanto x como y
Requiere
Regla de la cadena, y la regla del producto para términos como xy
Se usa en
Rectas tangentes a curvas, razones de cambio relacionadas, derivadas de funciones inversas
En esta página
  1. La regla clave
  2. Los cuatro pasos
  3. Ejemplos resueltos
  4. Cuándo usar la derivación implícita
  5. Errores comunes

La derivación implícita calcula \frac{dy}{dx} a partir de una ecuación que mezcla x e y, sin despejar antes y. Derivas ambos lados respecto de x, recuerdas que y depende de x y luego despejas \frac{dy}{dx}. Es la regla de la cadena aplicada a y.

La regla clave

Como y es una función de x, cualquier expresión en y es una composición. Por la regla de la cadena:

\frac{d}{dx}\,f(y) = f'(y)\,\frac{dy}{dx}
Término Derivada respecto de x
x^3 3x^2
y^3 3y^2\,\frac{dy}{dx}
\sin y \cos y\,\frac{dy}{dx}
e^y e^y\,\frac{dy}{dx}
xy y + x\,\frac{dy}{dx} (regla del producto)

Los cuatro pasos

  1. Deriva ambos lados de la ecuación respecto de x.
  2. Multiplica por \frac{dy}{dx} cada vez que derives un término con y.
  3. Pasa todos los términos con \frac{dy}{dx} a un lado y todo lo demás al otro.
  4. Saca \frac{dy}{dx} como factor común y divide.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: una circunferencia. Deriva x^2 + y^2 = 25:

2x + 2y\,\frac{dy}{dx} = 0 \quad\Rightarrow\quad \frac{dy}{dx} = -\frac{x}{y}

En el punto (3, 4) la pendiente es -\frac{3}{4}, así que la recta tangente es y - 4 = -\frac{3}{4}(x - 3), o sea, y = -\frac{3}{4}x + \frac{25}{4}.

Circunferencia x² + y² = 25 con su recta tangente en (3, 4)
La derivación implícita da \frac{dy}{dx} = -\frac{x}{y}, así que la pendiente en (3, 4) es -\frac{3}{4}.

Ejemplo 2: un término producto. Deriva x^3 + y^3 = 6xy, usando la regla del producto en 6xy:

3x^2 + 3y^2\,\frac{dy}{dx} = 6y + 6x\,\frac{dy}{dx}

Agrupa y saca factor común:

\frac{dy}{dx}\left(3y^2 - 6x\right) = 6y - 3x^2 \quad\Rightarrow\quad \frac{dy}{dx} = \frac{2y - x^2}{y^2 - 2x}

El punto (3, 3) está en la curva, ya que 27 + 27 = 54 = 6 \cdot 9. Allí la pendiente es \frac{6 - 9}{9 - 6} = -1.

Ejemplo 3: obtener la derivada de \ln x. Si y = \ln x, entonces e^y = x. Deriva:

e^y\,\frac{dy}{dx} = 1 \quad\Rightarrow\quad \frac{dy}{dx} = \frac{1}{e^y} = \frac{1}{x}

Esta es la idea detrás de la derivada de la función inversa.

Ejemplo 4: una ecuación trigonométrica. Deriva \sin y = x^2:

\cos y\,\frac{dy}{dx} = 2x \quad\Rightarrow\quad \frac{dy}{dx} = \frac{2x}{\cos y}

Cuándo usar la derivación implícita

  • Cuando es difícil o imposible despejar y de la ecuación (como en x^3 + y^3 = 6xy).
  • Cuando la curva no es una sola función, como una circunferencia o una elipse, y quieres las pendientes en todas sus partes.
  • Cuando necesitas derivadas de funciones inversas como \ln x, \arcsin x o \arctan x.
  • En problemas de razones de cambio relacionadas, donde derivas respecto del tiempo t y cada magnitud tiene su propia razón de cambio.

Errores comunes

  1. Olvidar \frac{dy}{dx} en los términos con y. \frac{d}{dx}\,y^2 es 2y\,\frac{dy}{dx}, no 2y.
  2. Saltarse la regla del producto. \frac{d}{dx}\,xy es y + x\,\frac{dy}{dx}, no \frac{dy}{dx} ni 1 \cdot \frac{dy}{dx}.
  3. Derivar solo un lado. Ambos lados cambian, incluido un lado constante, cuya derivada es 0.
  4. Sustituir un punto que no está en la curva. Comprueba que el punto cumple la ecuación original antes de usarlo.

Para una explicación más larga con más ejercicios, lee la guía completa sobre la derivación implícita.

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Preguntas frecuentes

¿Qué es la derivación implícita?

Es una forma de calcular \frac{dy}{dx} a partir de una ecuación en x e y sin despejar y. Derivas ambos lados respecto de x y aplicas la regla de la cadena a cada término con y.

¿Por qué se multiplica por dy/dx?

Porque y es una función de x. Por la regla de la cadena, \frac{d}{dx}\,y^2 = 2y \cdot \frac{dy}{dx}, igual que \frac{d}{dx}\,(g(x))^2 = 2g(x)\,g'(x).

¿Cuándo se usa la derivación implícita?

Cuando es difícil o imposible despejar y, como en x^3 + y^3 = 6xy, o cuando la curva no es la gráfica de una sola función, como una circunferencia.

¿Por qué aparece y en la respuesta?

La curva puede pasar por varios puntos con la misma x y pendientes distintas. La y indica a qué punto te refieres.

Escrito por el equipo de PracticeCalculus

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