Recordemos que definimos a la función logaritmo como la función inversa del exponente . Por lo tanto, se cumple la relación

El número se conoce como base del exponente. Para más información, consulta nuestra página sobre los logaritmos.

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Vamos

Derivada del logaritmo natural

Si la base del logaritmo es el número de Euler, , entonces se logaritmo se conoce como logaritmo natural (o logaritmo neperiano). En este caso lo denotamos

Si , entonces la derivada del logaritmo natural es

donde ya estamos tomando en cuenta la regla de la cadena.

En particular, la derivada de es

Derivada de un logaritmo de cualquier base

Sabemos que el logaritmo cumple con la siguiente propiedad:

Por lo tanto, si derivamos la expresión anterior, tenemos:

Así, la derivada del logaritmo base es

Si tomamos en cuenta la regla de la cadena, entonces la derivada es

Nota: en muchos casos es preferible aplicar algunas propiedades de los logaritmos antes de derivar. Por ejemplo, si tenemos

Entonces utilizamos la propiedad para obtener:

con lo que nos evitaríamos hacer la regla del cociente para las derivadas.

Ejercicios resueltos

Encuentra la derivada de las siguientes funciones

1

Solución

Observemos que tenemos una potencia. Aunque es sencillo derivar , también podemos utilizar la siguiente propiedad de los logaritmos:





con lo que la función se puede escribir como





Entonces podemos derivar una expresión un poco más sencilla. Primero utilizamos la linealidad de la derivada (sacamos la constante):





ahora derivamos (con regla de la cadena donde ):





La derivada de es 1, por lo que tenemos





la cual es la derivada que buscábamos.

2

Solución

Antes de derivar, utilicemos la siguiente propiedad del logaritmo





Por lo que la función se escribe como





Ahora derivamos:





Utilizamos la linealidad de las derivadas:





Y ahora derivamos cada expresión:





Luego, tenemos que y , son lo que tenemos





que es la derivada que buscamos.

3

Solución

Recordemos que la derivada de un logaritmo con base diferente de es ligeramente diferente. Por lo tanto,





Además, tenemos que . Por lo que la derivada es



4

Solución

Para encontrar esta derivada, primero vale la pena utilizas propiedades de los logaritmos. En primer lugar





como , entonces la función se puede escribir como





Ahora, utilizamos la propiedad , para escribir la función como





Ya podemos derivar la función:





Utilizamos la linealidad de la derivada:





Ahora sí derivamos cada expresión:





Luego, tenemos que y . Sustituyendo, tenemos





que es la derivada que buscábamos.

5

Utilizando derivación implícita y el hecho de que





demuestra que



Solución

Empezamos con nuestra función . Deseamos mostrar que





Para esto, aplicamos la función exponencial a ambos lados:





Ahora, usamos derivación implícita en esta expresión





El lado derecho es





Mientras que el lado izquierdo es





Por lo tanto, tenemos





Si dividimos ambos lados por , tenemos





Sin embargo, teníamos que en (1), por lo que





que era justo lo que queríamos demostrar.

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Marta

➗ Licenciada en Químicas da clase de Matemáticas, Física y Química -> Comparto aquí mi pasión por las matemáticas ➗