¿Por qué no podemos aplicar la regla de la cadena al diferenciar y = x ^ y?

[matemáticas] y = x ^ y [/ matemáticas]

[matemáticas] \ text {ln} (y) = y \ text {ln} (x) [/ math]

Con condiciones suficientes, [matemáticas] \ frac {d \ text {ln} (f (x))} {dx} = \ frac {d \ text {ln} (f (x))} {df (x)} \ frac {df (x)} {dx} = \ frac {f \ prime (x)} {f (x)} [/ math]

Por lo tanto, [matemáticas] \ frac {y \ prime} {y} = \ frac {y} {x} + y \ prime \ text {ln} (x) [/ math]

Con un poco de manipulación, [math] y \ prime = \ frac {\ frac {y} {x}} {\ frac {1} {y} – \ text {ln} (x)} [/ math].

Por lo tanto, [math] y \ prime = \ frac {y ^ 2} {x-xy \ text {ln} (x)} [/ math].

Ahora, este es un caso bastante trivial de diferenciación implícita. Está claro que [matemática] y [/ matemática] depende de [matemática] x [/ matemática] y viceversa, por lo que incluso si utiliza métodos que involucran múltiples variables (es decir, no cálculo de una sola variable) todavía llegará a la misma responder. Creo que otra respuesta puede haber planteado problemas con esto? Y sí, podemos aplicar la regla de la cadena ya que esencialmente tenemos una composición de funciones.

De todos modos, así es como puede resolver el problema con las derivadas parciales si no desea su solución de cálculo de variable única “típica”:

[matemática] z = f (x, y) = f (x, y (x)) [/ matemática] implica que [matemática] \ frac {dz} {dx} = \ frac {\ partial f} {\ partial x } \ frac {dx} {dx} + \ frac {\ partial f} {\ partial y} \ frac {dy} {dx} [/ math]. (regla de cadena con [matemáticas] y = y (x) [/ matemáticas]).

Si [matemática] z [/ matemática] [matemática] = 0 [/ matemática], entonces [matemática] 0 = \ frac {\ partial f} {\ partial x} + \ frac {\ partial f} {\ partial y} \ frac {dy} {dx} [/ math]. Por lo tanto, [matemáticas] \ frac {dy} {dx} = – \ frac {f_x} {f_y} [/ matemáticas] (Con [matemáticas] f_x = \ frac {\ partial f} {\ partial x} [/ matemáticas] y [math] f_y = \ frac {\ partial f} {\ partial x} [/ math]).

Para aplicar esto a nuestro problema, estableceremos [matemáticas] f (x, y) = yx ^ y [/ matemáticas].

[matemáticas] f_x = -yx ^ {y-1} [/ matemáticas].

[math] f_y = 1- \ text {ln} (x) x ^ y [/ math].

[matemáticas] – \ frac {f_x} {f_y} = \ frac {yx ^ {y-1}} {1- \ text {ln} (x) x ^ y} = \ frac {\ frac {y ^ 2} {x}} {1-y \ text {ln} (x)} = \ frac {y ^ 2} {x-xy \ text {ln} (x)} [/ math].

Por lo tanto, [matemática] \ frac {dy} {dx} = \ frac {y ^ 2} {x-xy \ text {ln} (x)} [/ math].

Entonces obtienes la misma respuesta sin importar desde qué ángulo lo ataques, pero por supuesto, la primera forma está perfectamente bien.

Su ecuación y = x ^ y es una función de dos variables.

La regla de la cadena se establece para funciones compuestas de una sola variable, es decir, diferentes relaciones compuestas en una sola variable, por ejemplo y: x = sin (cos (y + 1)) … por lo tanto, no puede aplicarse aquí.

Puedes intentar escribir tu ecuación en función de una variable:

ln (y) = y ln (x)

ln (y / x) = y

y / x = e ^ y

x = ye ^ -y

Ahora es posible diferenciar usando la regla de la cadena:

dx / dy = e ^ -y – ye ^ -y

Y ahí tienes la derivada de esta función de y.

Ciertamente podemos:

Porque involucra dos funciones diferentes x e y. Y la fórmula x ^ n involucra solo una función que es x, es importante entender que aquí n es un número.