Funciones compuestas · Cada capa a la vista

Calculadora de la regla de la cadena con soluciones paso a paso

Deriva funciones compuestas como (x²+1)³ o sin(x²). Identifica las funciones exterior e interior, aplica la regla de la cadena y conserva visible la derivada interior.

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Cálculo de derivadas

Motor

Usa ^ para las potencias y paréntesis para las funciones. Puedes introducir sec(x) y arctan(x) directamente; los ángulos se expresan en radianes.

Ayuda de entrada y métodos admitidos

Mantén visible la pregunta original. Confirma la variable y la vista previa antes de calcular. Usa ^(1/2) para una raíz cuadrada y paréntesis explícitos en los argumentos de las funciones.

Elige la variable y el orden de derivación. Los demás símbolos son constantes. Para una ecuación que contenga y, usa derivación implícita.

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Vista previa en tiempo real

Usa la calculadora general para derivadas ordinarias o de orden superior. Esta página separa las capas de una función compuesta. Todas las herramientas de derivadas

Entiende las funciones anidadas

Cómo funciona la regla de la cadena

Una calculadora útil de la regla de la cadena muestra qué función está fuera, qué expresión está dentro y por qué se necesitan ambas derivadas.

Reconoce una función compuesta

La regla de la cadena se aplica cuando una función se evalúa dentro de otra. En (x²+1)³, el cubo está fuera y x²+1 está dentro. En sin(x²), el seno está fuera y x² está dentro.

Llama u a la expresión interior si las capas se confunden. Deriva después la función exterior respecto de u, recupera la expresión interior original y multiplica por du/dx.

Deriva lo exterior y conserva lo interior

En (x²+1)³, trata x²+1 como un único objeto. La potencia exterior pasa a 3(x²+1)². Al multiplicar por la derivada interior 2x, obtienes 6x(x²+1)².

Para sin(x²), la derivada exterior es cos(x²) y la interior es 2x. Para exp(3x+1), se conserva la exponencial y la expresión lineal interior aporta un factor 3.

Trabaja con varias capas anidadas

Expresiones como sin((x²+1)³) tienen tres capas. Trabaja de fuera hacia dentro y conserva un factor de derivación por cada capa, en lugar de saltar directamente a una respuesta simplificada.

La regla de la cadena también puede aparecer dentro de un producto o cociente. Aplica primero la regla de nivel superior y después la de la cadena en cada factor que contenga una composición.

Comprueba la estructura de la regla

El resultado correcto contiene la derivada exterior evaluada en la expresión interior sin modificar, multiplicada por la derivada interior. Omitir ese último factor es el error más habitual.

CalculusMate recalcula las primeras derivadas admitidas con su árbol determinista. Las respuestas equivalentes pueden verse distintas: compara primero la estructura de las reglas y después el formato.

Un procedimiento práctico para la regla de la cadena

Empieza leyendo la expresión de fuera hacia dentro. Pregúntate qué operación harías al final si evaluaras la función en un número: esa es la capa exterior. En (x²+1)³, primero elevas x al cuadrado, sumas uno y elevas el resultado al cubo; por eso el cubo está fuera. En sin(x²), el seno actúa sobre el cuadrado ya calculado. Este hábito es más fiable que buscar una forma visual memorizada y funciona también con raíces, logaritmos, exponenciales y varias capas anidadas. Después, da a la expresión interior un nombre temporal, como u. No es obligatorio algebraicamente, pero separa dos operaciones que suelen confundirse. Deriva la función exterior respecto de u y multiplica por du/dx. Para y=(x²+1)³, escribe y=u³ y u=x²+1. Las derivadas son dy/du=3u² y du/dx=2x. Su producto se convierte en 6x(x²+1)² al recuperar u. La calculadora debe mostrar ambos factores para que se vea de dónde sale cada uno. En una composición más larga, repite la misma decisión en cada capa. Si y=sin((x²+1)³), la derivada contiene el factor coseno del seno, el factor 3(x²+1)² del cubo y el factor 2x del término cuadrático. De fuera hacia dentro, obtienes cos((x²+1)³)·3(x²+1)²·2x. Puedes simplificar las constantes después; aplazarlo facilita detectar capas omitidas. La misma lógica explica d/dx exp(sin x)=exp(sin x)·cos x y d/dx log(1+x²)=2x/(1+x²). No confundas composición y multiplicación. sin(x²) es una composición porque x² es la entrada del seno. x²sin(x) es un producto porque se multiplican dos factores. Un ejercicio puede necesitar ambas reglas: derivar x²sin(x³) empieza con la regla del producto, mientras que derivar sin(x³) en el segundo término requiere la regla de la cadena. Los cocientes también pueden contener funciones compuestas. Identifica primero la estructura de nivel superior y luego resuelve cada parte anidada con su regla. Para una comprobación rápida, revisa los factores esperados antes de simplificar. La derivada exterior debe conservar la expresión interior y debe aparecer un factor por la derivada de cada capa interior no trivial. También puedes comparar pendientes numéricas cerca de un punto regular: evalúa la función ligeramente a ambos lados y comprueba si el signo y el tamaño aproximado coinciden con la derivada simbólica. Las pruebas numéricas no demuestran una identidad, pero detectan muchos signos y derivadas interiores olvidados. CalculusMate usa reglas simbólicas deterministas para las entradas admitidas y señala las estructuras no admitidas en lugar de rellenar el vacío con texto generado. En la solución final, dedica una línea a identificar u, otra a la fórmula de la regla de la cadena, otra a las dos derivadas y otra a sustituir y simplificar. Es un formato breve para los deberes y suficientemente detallado para revisarlo. La secuencia animada sigue ese orden. Su objetivo es que entiendas por qué aparece cada factor en dy/dx, no darte solo una respuesta para copiar.

Practica sin ocultar la estructura

Prueba una misma función interior con varias exteriores: (x²+1)⁴, sin(x²+1), exp(x²+1) y log(x²+1). La derivada interior 2x se repite y cambia el factor exterior. Después invierte el ejercicio: conserva el seno fuera y cambia su entrada. Así distingues lo que aporta cada capa. Antes de abrir la respuesta, predice el número de factores de derivación y sus signos. Tras resolver, desarrolla solo si el enunciado lo pide; las formas factorizadas suelen ser más fáciles de verificar y de usar después. Si dos formas se ven distintas, sustituye un valor regular sencillo o simplifica su cociente antes de dar alguna por incorrecta. Por último, explica en voz alta: exterior, interior, multiplicar. Saber describir estos tres pasos demuestra mejor la comprensión que repetir una fórmula memorizada.

Patrones resueltos de la regla de la cadena

Observa la sustitución, no solo la respuesta

ddx[(x2+1)3]\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left[\left(x^{2} + 1\right)^{3}\right]

Sea u=x²+1. Deriva u³, recupera la expresión interior y multiplica por 2x para obtener 6x(x²+1)².

ddx[sin⁡(x2)]\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left[\sin\left(x^{2}\right)\right]

Conserva x² dentro del coseno y multiplica por la derivada de x². El resultado es 2x·cos(x²).

ddx[e3 x+1]\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left[e^{3\,x + 1}\right]

La exponencial se conserva y la función lineal interior aporta un factor 3.

Alcance de la regla de la cadena

El motor admite potencias compatibles y composiciones habituales con funciones trigonométricas, exponenciales, logaritmos y raíces. Los exponentes variables y las funciones especializadas pueden marcarse como no admitidos en lugar de adivinar una respuesta.

FAQ
¿Qué es la regla de la cadena?+

Para y=f(g(x)), dy/dx=f′(g(x))·g′(x): deriva lo exterior conservando lo interior y multiplica por la derivada interior.

¿Cuándo se usa en vez de la regla del producto?+

Usa la regla de la cadena para funciones anidadas y la del producto para factores multiplicados. Algunas expresiones necesitan ambas.

¿Se muestran todos los pasos gratis?+

Los cálculos básicos admitidos muestran su secuencia de reglas sin registro. Las pequeñas simplificaciones algebraicas pueden agruparse.

¿Puede resolver varias reglas de la cadena anidadas?+

Sí, siempre que cada operación anidada esté dentro del conjunto actual de reglas deterministas.