En los problemas del 1 al 6, hallar \( y» \).
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\[ y = \sqrt{b^2 – x^2} \]
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\[ y = \ln \sqrt[3]{1+x^2} \]
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\[ y = (1+x^2) \tan^{-1} x \]
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\[ y = \sqrt{1-x^2} \operatorname{sen}^{-1} x \]
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\[ y = e^{\sqrt{x}} \]
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\[ y = (\operatorname{sen}^{-1} x)^2 \]
En los problemas del 7 al 14, hallar las derivadas de segundo y tercer orden.
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\[ y = x^5 – 4x^3 – 2x + 2 \]
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\[ z = \frac{1}{4}x^8 – \frac{1}{3}x^6 – \frac{1}{2}x^2 \]
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\[ f(x) = (x-1)^4 \]
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\[ g(x) = (x^2+1)^3 \]
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\[ y = \sqrt{x} \]
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\[ h(x) = \frac{x}{2+x} \]
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\[ y = x \operatorname{sen} x \]
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\[ y = x^3 e^{2x} \]
En los problemas del 15 al 20, hallar \( y» \).
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\[ xy = 1 \]
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\[ y^2 = 4ax \]
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\[ x^3 + y^3 = 1 \]
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\[ x^2 = y^3 \]
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\[ \sqrt{x} + \sqrt{y} = 1 \]
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\( b^2x^2 + a^2y^2 = a^2b^2\), \(a\) y \(b\) son constantes.
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Probar que la función \( y = x^4 + x^3 \), satisface la ecuación: \[ 2xy’ – x^2y» = -4x^4 \]
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Probar que la función \( y = \frac{1}{2} (x^2 + 2x + 2) \) satisface la ecuación: \[ 2yy» – 2y’ = x^2 \]
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Probar que la función \( y = \frac{x^4}{4} – \frac{a}{x} + b \), donde \( a \) y \( b \) son constantes, satisface la ecuación: \[ \frac{1}{6}x^4y»’ – x^3y» + 2x^2y’ = 5a \]
En los problemas del 24 al 38, hallar la derivada de orden \( n \) de la función dada.
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\[ y = x^n \]
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\[ y = x^{n-1} \]
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\[ y = x^{n+1} \]
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\[ y = ax^n \]
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\( y = a_n x^n + a_{n-1}x^{n-1} + \dots\) \(+ a_1 x + a_0 \)
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\[ y = (ax+b)^n \]
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\[ y = \frac{1}{x} \]
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\[ y = \frac{1}{1-x} \]
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\[ y = \frac{1}{x-a} \]
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\[ y = \cos ax \]
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\[ y = \operatorname{sen}^2 x \]
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\[ y = e^{ax} \]
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\[ y = xe^x \]
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\[ y = x \ln x \]
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\[ y = \ln(1+x) \]
En los problemas del 39 al 42, hallar \( y» \) para los valores indicados.
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\[ y = (2-x^2)^4; \quad x = 1 \]
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\[ y = x\sqrt{x^2+3}; \quad x = -1 \]
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\[ y = \sqrt{x} + \frac{1}{\sqrt{x}}; \quad x = 1 \]
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\[ x^2 + 2y^2 = 6; \quad x = 2, y = 1 \]
En los problemas 43 y 44 se da la función de posición, con las unidades en metros y segundos. Responder las siguientes preguntas:
- ¿En qué instantes la velocidad es 0?
- ¿En qué instantes la aceleración es 0?
- ¿Cuándo el objeto se mueve a la derecha?
- ¿Cuándo el objeto se mueve a la izquierda?
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\[ s = t^3 – 3t^2 – 24t + 8 \]
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\[ s = t^2 + \frac{54}{t} \]
En los problemas 45 y 46 se da la función de posición, con las unidades en metros y segundos. Hallar la aceleración en los puntos donde la velocidad es nula.
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\[ s = \frac{5+t^2}{2+t} \]
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\[ s = \sqrt{2t} + \frac{1}{\sqrt{2t}} \]
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Un objeto se mueve en línea recta de acuerdo a la función: \[ s = t^3 – 3t^2 – 24t + 8 \] Hallar su velocidad en los instantes donde la aceleración es nula.
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Una roca es lanzada hacia arriba desde la parte superior de una torre. La posición de la roca después de \( t \) segundos es: \[ s = -16t^2 + 48t + 160 \text{ pies} \]
- ¿Cuál es la altura de la torre?
- ¿Cuál es la velocidad inicial de la roca?
- ¿Cuándo alcanza la altura máxima?
- ¿Cuándo alcanza el suelo?
- ¿A qué velocidad alcanza el suelo?
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Si un proyectil es disparado desde el suelo verticalmente hacia arriba con una velocidad inicial \( v_0 \), entonces la altura del proyectil, después de \( t \) segundos, está dada por:
- Probar que el proyectil alcanza su máxima altura cuando \( t = v_0/g \).
- Probar que la altura máxima es \( s = \frac{v_0^2}{2g} \).
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¿Con qué velocidad inicial \( v_0 \) debe dispararse un proyectil desde el suelo verticalmente hacia arriba para que alcance una altura máxima de 705.6 metros? Sugerencia: Ver el problema 49.
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Una piedra es arrojada verticalmente hacia abajo en dirección al mar, desde lo alto de un acantilado, con una velocidad inicial \( v_0 \). Si el sentido positivo es hacia abajo, la posición de la roca después de \( t \) segundos es \( s = 4.9t^2 + v_0 t \) metros. La roca llega al agua después de 4 segundos y con una velocidad de 58.8 m/seg. Hallar la altura del acantilado.
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Desde lo alto de un acantilado se dejan caer dos rocas (velocidad inicial nula) una tras otra con 3 segundos de diferencia. Probar que las rocas se alejan con una velocidad de \( 3g \) metros por segundo.