Hallar la derivada implícita $\frac{d}{dx}\left(\ln\left(xy\right)=e^{xy}\right)$

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Respuesta final al problema

$y^{\prime}=\frac{-y}{x}$
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Para calcular la derivada de la función implícita, procedemos a derivar ambos lados de la ecuación con respecto a la variable de derivación

$\frac{d}{dx}\left(\ln\left(xy\right)\right)=\frac{d}{dx}\left(e^{xy}\right)$
2

La derivada del logaritmo natural es igual a la derivada de la función dividida por la función. Si $f(x)=ln\:a$ (donde $a$ está en función de $x$), entonces $\displaystyle f'(x)=\frac{a'}{a}$

$\frac{1}{xy}\frac{d}{dx}\left(xy\right)=\frac{d}{dx}\left(e^{xy}\right)$
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Aplicando la derivada del producto de dos funciones: $(f\cdot g)'=f'\cdot g+f\cdot g'$, donde $f=x$ y $g=y$

$\frac{1}{xy}\left(\frac{d}{dx}\left(x\right)y+x\frac{d}{dx}\left(y\right)\right)=\frac{d}{dx}\left(e^{xy}\right)$

Utilizando la regla de diferenciación de potencias, la derivada de la función lineal es igual a $1$

$\frac{1}{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)=\frac{d}{dx}\left(e^{xy}\right)$
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Utilizando la regla de diferenciación de potencias, la derivada de la función lineal es igual a $1$

$\frac{1}{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)=\frac{d}{dx}\left(e^{xy}\right)$
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Aplicando la derivada de la función exponencial

$\frac{1}{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)=e^{xy}\frac{d}{dx}\left(xy\right)$
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Aplicando la derivada del producto de dos funciones: $(f\cdot g)'=f'\cdot g+f\cdot g'$, donde $f=x$ y $g=y$

$\frac{1}{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)=e^{xy}\left(\frac{d}{dx}\left(x\right)y+x\frac{d}{dx}\left(y\right)\right)$

Utilizando la regla de diferenciación de potencias, la derivada de la función lineal es igual a $1$

$\frac{1}{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)=\frac{d}{dx}\left(e^{xy}\right)$

Utilizando la regla de diferenciación de potencias, la derivada de la función lineal es igual a $1$

$\frac{1}{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)=e^{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)$
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Utilizando la regla de diferenciación de potencias, la derivada de la función lineal es igual a $1$

$\frac{1}{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)=e^{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)$

Multiplicar ambos miembros de la ecuación por $xy$

$1\left(y+xy^{\prime}\right)=e^{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)xy$

Cualquier expresión algebraica multiplicada por uno es igual a esa misma expresión

$y+xy^{\prime}=e^{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)xy$
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Multiplicar ambos miembros de la ecuación por $xy$

$y+xy^{\prime}=e^{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)xy$
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Agrupar los términos de la ecuación moviendo los términos que contienen la variable $y^{\prime}$ al lado izquierdo, y los que no la tienen al lado derecho

$xy^{\prime}-e^{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)xy=-y$
10

Pasar todos los términos al lado izquierdo de la ecuación

$xy^{\prime}-e^{xy}\left(y+xy^{\prime}\right)xy+y=0$
11

Factorizando por $y+xy^{\prime}$

$\left(xy^{\prime}+y\right)\left(-e^{xy}xy+1\right)=0$
12

Al separar la ecuación en $2$ factores e igualando cada factor a cero, obtenemos ecuaciones más sencillas de resolver

$xy^{\prime}+y=0,\:-e^{xy}xy+1=0$
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Resolver la ecuación ($1$)

$xy^{\prime}+y=0$
14

Necesitamos aislar la variable dependiente $y$, podemos hacerlo restando $y$ simultáneamente a ambos miembros de la ecuación

$xy^{\prime}=-y$
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Dividir ambos lados de la ecuación por $x$

$y^{\prime}=\frac{-y}{x}$
16

Resolver la ecuación ($2$)

$-e^{xy}xy+1=0$
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La ecuación $-e^{xy}xy+1=0$ no tiene solución en el plano real

$No solution$
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La solución de la ecuación es

$y^{\prime}=\frac{-y}{x}$

Respuesta final al problema

$y^{\prime}=\frac{-y}{x}$

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Tema Principal: Derivación Implícita

Para poder derivar una función implícita se usa la regla de la cadena, en el caso de la variable independiente no hay problema ya que se deriva directamente, para la variable dependiente se considera como una función que a su vez está en función de la variable independiente.

Fórmulas Usadas

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