Calculadora de derivadas parciales (simbólica y en un punto)

Calcula derivadas parciales de f(x,y,z): orden simple o mixto, resultado simbólico, pasos con reglas y evaluación numérica opcional en un punto.

Contenido y cálculo: Equipo TodoCalculadoras Actualizada

Qué hace

Esta calculadora de derivadas parciales toma una función de varias variables f(x, y, z) y calcula la derivada parcial simbólica respecto a la variable (o secuencia) que indiques. También puedes pedir órdenes superiores y mixtas, ver las reglas aplicadas y, si quieres, evaluar el resultado en un punto numérico.

Está pensada para estudio y repaso de cálculo multivariable: el resultado principal es la expresión de la derivada (por ejemplo 2*x*y + cos(x)), no solo un número. Forma parte de la sección de matemáticas y del tema de matemáticas básicas.

Si lo que necesitas es proporcionalidad en vez de derivadas, usa la calculadora de regla de tres. Para medias de un conjunto de datos, la calculadora de medias. Y si tu duda es un porcentaje sobre un total, la calculadora de porcentajes.

Cuándo usarla

  • Primera parcial: “¿cuál es ∂f/∂x de x²y + sin(x)?”
  • Orden superior: segunda o tercera derivada respecto a la misma variable (∂²f/∂x², ∂³f/∂y³).
  • Mixtas: ∂²f/∂x∂y o ∂³f/∂x²∂y cuando el ejercicio pide un orden concreto.
  • Evaluar en un punto: tras derivar, quieres el valor numérico en (x₀, y₀, z₀).
  • Comprobar deberes: contrastar tu resultado simbólico y ver qué regla se aplicó (suma, producto, cadena…).

No sustituye un CAS completo: el dominio está acotado a expresiones algebraicas y elementales con variables x, y y z. Si tu función usa otras letras, parámetros o funciones no listadas, reescríbela o resuélvela a mano / con otra herramienta.

Límites de la herramienta

Esta calculadora resuelve el caso habitual de clase (polinomios, productos, cocientes, potencias y funciones elementales con x, y, z). No es un sistema de álgebra computacional completo: no factoriza en general, no resuelve ecuaciones implícitas ni admite variables distintas de x/y/z.

Los pasos muestran las reglas principales aplicadas; en expresiones largas pueden resumirse. El valor numérico depende de que la función esté definida en el punto (por ejemplo, ln solo para argumentos positivos).

Cómo se calcula

Una derivada parcial es la derivada de una función multivariable respecto a una variable, tratando el resto como constantes. Notación habitual:

∂f/∂x, ∂²f/∂x², ∂²f/∂x∂y

La herramienta:

  1. Parsea la expresión a un árbol (sumas, productos, potencias y funciones elementales).
  2. Aplica las reglas clásicas de derivación (suma, producto, cociente, cadena, potencia, exponencial) respecto a cada variable del orden pedido.
  3. Simplifica de forma ligera (coeficientes, ceros, unos, cancelaciones básicas).
  4. Si hay punto, evalúa la expresión resultante con las funciones de Math del navegador.

Dominio admitido: números, pi, e, variables x y z, operadores + - * / ^, paréntesis y funciones sin cos tan exp ln log sqrt. Multiplicación implícita: 2x, 3xy, (x+1)y.

Teorema de Clairaut: si las derivadas mixtas son continuas (caso habitual de las expresiones de esta calculadora), el orden de derivación no cambia el resultado: ∂²f/∂x∂y = ∂²f/∂y∂x.

Redondeo: el valor numérico se muestra con hasta 4 decimales. La expresión simbólica no se redondea.

Cómo se usa

  1. Escribe la función con variables x, y, z. Ejemplos: x^2*y + sin(x), exp(x*y), ln(x^2+y^2).
  2. En modo Básico, elige la variable y el orden (1, 2 o 3). En modo Avanzado, escribe el orden mixto: x, x2, x,y, x2,y
  3. Opcional: rellena Punto x/y/z para evaluar la derivada numéricamente.
  4. Lee la Derivada (expresión), la Notación ∂ y los Pasos con las reglas usadas.
  5. Prueba los ejemplos de la página con «Cargar» para ver el flujo completo.

Ejemplos resueltos

1

Ejemplo 1: primera parcial de x²y + sin(x)

  • f = x^2*y + sin(x)
  • Variable x, orden 1
  • Punto x=1, y=2
Derivada = 2*x*y + cos(x) · Valor ≈ 4,5403

∂/∂x trata y como constante: ∂/∂x(x²y)=2xy y ∂/∂x(sin x)=cos x. En (1,2): 2·1·2 + cos(1) ≈ 4 + 0,5403.

2

Ejemplo 2: segunda parcial ∂²/∂x² de x³y²

  • f = x^3*y^2
  • Variable x, orden 2
  • Punto x=2, y=3
Derivada = 6*x*y^2 · Valor = 108

Primera: 3x²y². Segunda: 6xy². En (2,3): 6·2·9 = 108.

3

Ejemplo 3: mixta ∂²/∂x∂y de x³y²

  • f = x^3*y^2
  • Orden mixto x,y
  • Punto x=2, y=3
Derivada = 6*x^2*y · Valor = 72

Primero ∂/∂x = 3x²y²; luego ∂/∂y = 6x²y. En (2,3): 6·4·3 = 72. El orden y,x da el mismo resultado (Clairaut).

4

Ejemplo 4: ∂/∂y de exp(x·y)

  • f = exp(x*y)
  • Variable y, orden 1
  • Punto x=2, y=0,5
Derivada = x*exp(x*y) · Valor ≈ 5,4366

Cadena: ∂/∂y e^(xy) = e^(xy)·x. En (2, 0,5): 2·e¹ ≈ 5,4366.

Errores comunes / casos límite

  • Olvidar el * entre factores: escribe x*y o xy; evita yuxtaposiciones ambiguas con funciones (mejor sin(x)*y que sinxy).
  • Pedir una variable que no aparece: la parcial será 0 (correcto, pero a veces indica un typo en la función).
  • Evaluar sin rellenar todas las variables que quedan en la derivada: el valor numérico no se calcula hasta que falte ninguna.
  • Confundir orden mixto: x,y es ∂/∂y(∂f/∂x); x2,y es dos veces respecto a x y luego y.
  • Usar potencias con exponente variable complejo o funciones no soportadas (arcsin, abs, |x|…): la herramienta las rechazará o no las entiende.
  • Dividir por cero o evaluar ln/sqrt fuera de dominio: verás un aviso en la nota, no un número inventado.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una derivada parcial en una frase?

Es la derivada de f respecto a una variable dejando las demás fijas como si fueran constantes.

¿Por qué ∂²f/∂x∂y a veces coincide con ∂²f/∂y∂x?

Por el teorema de Clairaut: si las derivadas mixtas son continuas, el orden no importa. Las funciones suaves de esta calculadora cumplen esa hipótesis en su dominio.

¿Puedo usar e^x o exp(x)?

Sí. e^x se interpreta como la constante e elevada a x; exp(x) es la función exponencial. Ambas se derivan de forma coherente.

¿Admite tres variables?

Sí: x, y y z. En modo avanzado puedes combinarlas en el orden mixto (con un máximo de 4 derivadas sucesivas).

¿El resultado se puede copiar a otra herramienta?

La expresión usa * y ^ de forma explícita (por ejemplo 2*x*y + cos(x)), pensada para pegar y releer con claridad.

Fuentes y lecturas

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