Derivada Funcion
1. El problema pide calcular la derivada de la función
$$f(x) = \frac{\sqrt{3x+1}}{x^3}$$
2. Primero, escribimos la función en forma conveniente para derivar usando potencias:
$$f(x) = (3x+1)^{1/2} \cdot x^{-3}$$
3. Aplicamos la regla del producto para derivar:
Si $f(x) = u(x) v(x)$, entonces $f'(x) = u'(x)v(x) + u(x)v'(x)$.
Sean $u(x) = (3x+1)^{1/2}$ y $v(x) = x^{-3}$.
4. Derivamos $u(x)$ usando la regla de la cadena:
$$u'(x) = \frac{1}{2} (3x+1)^{-1/2} \cdot 3 = \frac{3}{2 \sqrt{3x+1}}$$
5. Derivamos $v(x)$:
$$v'(x) = -3 x^{-4}$$
6. Ahora, aplicamos la regla del producto:
$$f'(x) = u'(x) v(x) + u(x) v'(x) = \frac{3}{2 \sqrt{3x+1}} \cdot x^{-3} + (3x+1)^{1/2} \cdot (-3 x^{-4})$$
7. Simplificamos:
$$f'(x) = \frac{3}{2 x^3 \sqrt{3x+1}} - \frac{3 \sqrt{3x+1}}{x^4}$$
8. Para un denominador común, multiplicamos la segunda fracción:
$$\frac{3}{2 x^3 \sqrt{3x+1}} - \frac{3 \sqrt{3x+1}}{x^4} = \frac{3}{2 x^3 \sqrt{3x+1}} - \frac{3 (3x+1)}{x^4 \sqrt{3x+1}}$$
Pero la segunda parte pasa a tener $x^4$ y numerador $3(3x+1)$, para obtener denominador común $2 x^4 \sqrt{3x+1}$:
9. Multiplicamos la primera fracción por $\frac{2x}{2x}$ y la segunda por $\frac{2}{2}$:
$$\frac{3 \cdot 2x}{2 x^4 \sqrt{3x+1}} - \frac{3(3x+1) \cdot 2}{2 x^4 \sqrt{3x+1}} = \frac{6 x - 6 (3x+1)}{2 x^4 \sqrt{3x+1}}$$
10. Simplificamos el numerador:
$$6 x - 18 x - 6 = -12 x - 6$$
Por lo tanto:
$$f'(x) = \frac{-12 x - 6}{2 x^4 \sqrt{3x+1}} = \frac{-6(2 x + 1)}{2 x^4 \sqrt{3x+1}} = \frac{-3(2 x + 1)}{x^4 \sqrt{3x+1}}$$
Respuesta final:
$$\boxed{f'(x) = \frac{-3 (2 x + 1)}{x^4 \sqrt{3x+1}}}$$