Hola. La idea de este ejercicio es utilizar la regla de la cadena: podemos ver a como la composición de la función con , es decir, . Entonces la regla de la cadena nos dice que:
Observando que y que el Jacobiano de una función de a es el gradiente, tenemos que:
El jacobiano de lo podés calcular a partir de la fórmula de . Una vez que tengas el gradiente de , fijate que la derivada direccional respecto a la dirección es la derivada parcial respecto de , es decir, es la segunda entrada del vector gradiente.
Saludos