Skip to content

Derivate Fondamentali

Teorema
La derivata di una funzione costante Γ¨ zero. Dβ€…β€Šk=0D\;k = 0

Dimostrazione
Sia f(x)=kf(x) = k, allora f(x+h)=kf(x+h) = k, il valore della derivata Γ¨:

fβ€²(x)=lim⁑hβ†’0f(x+h)βˆ’f(x)h==lim⁑hβ†’0kβˆ’kh=0\eq{ f'(x) = &\lim\limits_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{k-k}{h} = 0 }

Rappresentazione grafica
La tangente alla retta y=ky=k in ogni suo punto Γ¨ rappresentata da una retta parallela all’asse x che ha quindi il coefficiente angolare pari a zero.

f(x)=2β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šfβ€²(x)=0f(x)=15β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šfβ€²(x)=0f(x)=230β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šfβ€²(x)=0\eq{ &f(x)= 2 \implies f'(x) = 0 \\ &f(x)= 15 \implies f'(x) = 0 \\ &f(x)= 230 \implies f'(x) = 0 \\ }

Gf costante

Teorema
La derivata della funzione identitΓ  Γ¨ 11. Dβ€…β€Šx=1D\;x = 1

fβ€²(x)=lim⁑hβ†’0f(x+h)βˆ’f(x)h==lim⁑hβ†’0x+hβˆ’xh==lim⁑hβ†’0hh=1\eq{ f'(x) =& \lim\limits_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{x+h-x}{h} =\\ =&\lim\limits_{h\to0}\frac{h}{h} = 1 }

Rappresentazione grafica La funzione identitΓ  Γ¨ la bisettrice del primo e terzo quadrante e coincide con la tangente al grafico: il coefficiente angolare Γ¨ uguale a 11.

Funzione identitΓ 

Esempio
f(x)=xβ€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šfβ€²(x)=1f(x)= x \implies f'(x) = 1

Teorema
Siano α∈R\alpha \in\R e x>0x > 0, allora DxΞ±=Ξ±xΞ±βˆ’1D x^\alpha = \alpha x^{\alpha-1}. Se α∈Z\alpha \in \Z oppure Ξ±=mn\alpha = \frac{m}{n} con nn dispari, il teorema Γ¨ verificato anche per x<0x<0.

Inoltre, per n∈Nβˆ’{0}n \in \N-\{0\} e βˆ€x∈R\forall x \in\R si ottiene Dxn=nxnβˆ’1D x^n = nx^{n-1}.

Dimostrazione
fβ€²(x)=lim⁑hβ†’0f(x+h)βˆ’f(x)h==lim⁑hβ†’0(x+h)Ξ±βˆ’xΞ±h==lim⁑hβ†’0xΞ±(1+hx)Ξ±βˆ’xΞ±h==lim⁑hβ†’0xΞ±(1+hx)Ξ±βˆ’1h==lim⁑hβ†’0xΞ±βˆ’1(1+hx)Ξ±βˆ’1hx==β€…β€ŠΞ±xΞ±βˆ’1\eq{ f'(x) =& \lim\limits_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{(x+h)^\alpha-x^\alpha}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{x^\alpha(1+\frac{h}{x})^\alpha-x^\alpha}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}x^\alpha\frac{(1+\frac{h}{x})^\alpha-1}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}x^{\alpha-1}\frac{(1+\frac{h}{x})^\alpha-1}{\frac{h}{x}}=\\ =& \;\alpha x^{\alpha-1} }

Rappresentazione grafica
rappresentazione grafica

2° Teorema Siano n∈Rn \in\R e x>0x > 0,

D[1xn]=nxn+1D \left[ \frac{1}{x^n} \right] = \frac{n}{x^{n+1}}

Teorema
Siano Ξ±=12\alpha = \frac{1}{2} e x>0x > 0. Dx=Dβ€…β€ŠxΞ±=12xD \sqrt{x} = D\;x^\alpha = \frac{1}{2\sqrt{x}}

Dimostrazione
Si ricordi che (a+b)(aβˆ’b)=a2βˆ’b2(a+b)(a-b)=a^2-b^2

fβ€²(x)=lim⁑hβ†’0f(x+h)βˆ’f(x)h==lim⁑hβ†’0x+hβˆ’xh==lim⁑hβ†’0(x+hβˆ’x)(x+h+x)h(x+h+x)==lim⁑hβ†’0(x+hβˆ’x)h(x+h+x)==lim⁑hβ†’0hh(x+h+x)==lim⁑hβ†’01h(x+x)=12x\eq{ f'(x) =& \lim\limits_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{\sqrt{x+h}-\sqrt{x}}{h} =\\ =& \small \lim\limits_{h\to0}\frac{(\sqrt{x+h}-\sqrt{x})(\sqrt{x+h}+\sqrt{x})}{h(\sqrt{x+h}+\sqrt{x})}=\\ =& \normalsize\lim\limits_{h\to0}\frac{(x+h-x)}{h(\sqrt{x+h}+\sqrt{x})} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{h}{h(\sqrt{x+h}+\sqrt{x})} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{1}{h(\sqrt{x}+\sqrt{x})} = \frac{1}{2\sqrt{x}} }

Si ricava che Dx=Dx12=12x12βˆ’1=12xβˆ’12=12xβˆ€x>0D \sqrt{x} = D x^{\frac{1}{2}} = \frac{1}{2} x^{\frac{1}{2}-1} = \frac{1}{2} x^{-\frac{1}{2}} = \frac{1}{2 \sqrt{x}} \quad \forall x > 0

Rappresentazione grafica
rappresentazione grafica

Teorema
Sia xx espresso in radianti Dsin⁑(x)=cos⁑(x)D \sin(x) = \cos(x)

Dimostrazione
Si ricordi che sin⁑(Ξ±+Ξ²)=sin⁑(Ξ±)β‹…cos⁑(Ξ²)+cos⁑(Ξ±)β‹…sin⁑(Ξ²)\sin(\alpha+\beta)=\sin(\alpha)\cdot \cos(\beta)+\cos(\alpha)\cdot \sin(\beta)

fβ€²(x)=lim⁑hβ†’0f(x+h)βˆ’f(x)h==lim⁑hβ†’0sin⁑(x+h)βˆ’sin⁑(x)h==lim⁑hβ†’0sin⁑(x)β‹…cos⁑(h)+cos⁑(x)β‹…sin⁑(h)βˆ’sin⁑(x)h==lim⁑hβ†’0sin⁑(x)[cos⁑(h)βˆ’1]+cos⁑(x)β‹…sin⁑(h)h==lim⁑hβ†’0sin⁑(x)cos⁑(h)βˆ’1h+cos⁑(x)β‹…sin⁑(h)h==β€…β€Šsin⁑(x)β‹…0+cos⁑(x)β‹…1=cos⁑(x)\eq{ f'(x) =& \lim\limits_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{\sin (x+h)- \sin(x)}{h} = \\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{\sin(x)\cdot \cos (h) + \cos (x)\cdot \sin(h)-\sin(x)}{h} = \\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{\sin(x)[\cos (h)-1]+\cos(x)\cdot \sin(h)}{h} = \\ =& \lim\limits_{h\to0} \sin(x)\frac{\cos(h)-1}{h}+ \cos(x)\cdot\frac{\sin(h)}{h} = \\ =& \;\sin(x)\cdot 0 + \cos(x)\cdot 1 = \cos (x) }

Rappresentazione grafica La funzione seno Γ¨ periodica con periodo 2Ο€2\pi.

Gf seno

Teorema
Sia xx espresso in radianti D[cos⁑(x)]=βˆ’sin⁑(x)D[\cos(x)] = -\sin(x)

Dimostrazione
Si veda la definizione precedente.

Rappresentazione grafica La funzione coseno Γ¨ periodica di periodo 2Ο€2\pi

Gf coseno

Teorema
La derivata della funzione tangente si puΓ² esprimere in due modi.

Dβ€…β€Štan⁑(x)=1cos⁑2(x)=1+tan⁑2(x)D\;\tan(x) = \frac{1}{\cos^2(x)} = 1+\tan^2(x)

Rappresentazione grafica
Gf-tan

Teorema
La derivata della funzione arcotangente Γ¨:

Dβ€…β€Šarctan(x)=tanβ‘βˆ’1(x)=1x2+1D\;\text{arctan}(x) = \tan^{-1}(x) = \frac{1}{x^2+1}

Teorema
La derivata della funzione cotangente si puΓ² esprimere in due modi.

Dβ€…β€Šcot⁑(x)=βˆ’1sin⁑2(x)=βˆ’[1+cot2(x)]D\;\cot(x) = -\frac{1}{\sin^2(x)} = -[1+cot^2(x)]

Rappresentazione grafica
Gf-cot

Teorema
Dβ€…β€ŠΞ±x=Ξ±xβ‹…log⁑e(Ξ±)=Ξ±xβ‹…ln⁑(Ξ±)D\;\alpha^x = \alpha^x \cdot \log_e(\alpha)=\alpha^x \cdot \ln(\alpha)

Se Ξ±=e\alpha = e, allora Dβ€…β€ŠΞ±x=Ξ±xD\;\alpha^x = \alpha^x poichΓ© ln⁑e=1\ln e = 1

Dimostrazione
fβ€²(x)=lim⁑hβ†’0f(x+h)βˆ’f(x)h==lim⁑hβ†’0Ξ±x+hβˆ’Ξ±xh==lim⁑hβ†’0Ξ±x(Ξ±hβˆ’1)h==lim⁑hβ†’0(Ξ±xΞ±hβˆ’1h)==β€…β€ŠΞ±xβ‹…lnβ‘β€…β€ŠΞ±\eq{ f'(x) =& \lim\limits_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{\alpha^{x+h}-\alpha^x}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{\alpha^x(\alpha^h-1)}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}(\alpha^x\frac{\alpha^h-1}{h}) =\\ =& \;\alpha^x \cdot \ln\;\alpha }

Rappresentazione grafica
Gf-exp

Esempio
f(x)=2xβ€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šfβ€²(x)=2xβ‹…ln⁑(2)f(x)=2^x \implies f'(x)=2^x \cdot \ln(2)

Teorema
Dβ€…β€Šlog⁑αx=1xβ‹…log⁑αeD\;\log_\alpha x = \frac{1}{x} \cdot \log_\alpha e

Se Ξ±=e\alpha = e, allora Dβ€…β€Šln⁑x=1xD\;\ln x = \frac{1}{x} ovvero Dβ€…β€Šlog⁑x=1xD\;\log x = \frac{1}{x} Inoltre si puΓ² osservare che D[ex]=exD[e^x] = e^x

Dimostrazione
Si ricordi che log⁑αxβˆ’log⁑αy=log⁑αxy\log_\alpha x - \log_\alpha y = \log_\alpha \frac{x}{y}

2Β° Teorema
Dlog⁑∣x∣=1xβˆ€xβ‰ 0D \log |x| = \frac{1}{x} \quad \forall x \neq 0

Se x>0x>0, allora D[log⁑x]=1xD[\log x] = \frac{1}{x}

Se invece x<0x<0, allora:

ddxlog⁑∣x∣=ddxlog⁑(βˆ’x)=ddxlog⁑y∣y=βˆ’xβ‹…ddx(βˆ’x)=1βˆ’x(βˆ’1)=1x\frac{d}{dx} \log |x| = \frac{d}{dx} \log(-x) = \frac{d}{dx} \log y|_{y=-x} \cdot \frac{d}{dx}(-x) = \frac{1}{-x}(-1) = \frac{1}{x}

3Β° Teorema Dlog⁑∣f(x)∣=fβ€²(x)f(x)βˆ€f(x)β‰ 0D \log |f(x)| = \frac{f'(x)}{f(x)} \quad \forall f(x)\neq 0

Dimostrazione
Questo teorema Γ¨ dimostrato grazie al teorema della funzione composta:

Dlog⁑∣f(x)∣=1f(x)β‹…fβ€²(x)=fβ€²(x)f(x)D \log |f(x)| = \frac{1}{f(x)} \cdot f'(x) = \frac{f'(x)}{f(x)}

Teorema
Siano I=(a;β€…β€Šb),β€…β€Šf:I⟢R,β€…β€Šx0∈II= (a; \; b), \; f: I \lto \R, \; x_0 \in I, se ff Γ¨ invertibile in II e derivabile in x0x_0 con fβ€²(x0)β‰ 0f'(x_0) \ne 0, allora anche la funzione inversa fβˆ’1f^{-1} Γ¨ derivabile nel punto y0=f(x0)y_0=f(x_0) ed Γ¨:

(fβˆ’1)β€²(y0)=1fβ€²(x0)D[fβˆ’1(y)]=1fβ€²(x)\left( f^{-1} \right)' (y_0) =\frac{1}{f'(x_0)} \\ D[f^{-1}(y)]=\frac{1}{f'(x)}

Dimostrazione
Per y=f(x)β€…β€ŠβŸΊβ€…β€Šx=fβˆ’1(y):y = f(x)\iff x = f^{-1} (y):

D[fβˆ’1(y)]==lim⁑yβ†’y0fβˆ’1(y)βˆ’fβˆ’1(y0)yβˆ’y0==lim⁑yβ†’y0fβˆ’1(f(x))fβˆ’1(f(x0))f(x)βˆ’f(x0)==lim⁑yβ†’y0xβˆ’x0f(x)βˆ’f(x0)==lim⁑yβ†’y01f(x)βˆ’f(x0)xβˆ’x0=1fβ€²(x0)\eq{ & D[f^{-1}(y)]=\\ =&\lim\limits_{y \to y_0} \frac{f^{-1}(y)-f^{-1}(y_0)}{y - y_0} =\\ =& \lim\limits_{y \to y_0} \frac{f^{-1} \left( f(x)\right) f^{-1}\left( f(x_0) \right)}{f(x)- f(x_0)} =\\ =& \lim\limits_{y \to y_0} \frac{x - x_0}{f(x)- f(x_0)} =\\ =&\lim\limits_{y \to y_0} \frac{1}{\frac{f(x)- f(x_0)}{x - x_0}} = \frac{1}{f'(x_0)} \\ }

f∈C(I)f \in C(I) e invertibile β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šfβˆ’1∈C(I)\implies f^{-1} \in C(I).

Se xβ†’x0β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šfβˆ’1(x)β†’fβˆ’1(x0)β€…β€ŠβŸΊβ€…β€Šyβ†’y0x \to x_0 \implies f^{-1}(x) \to f^{-1}(x_0) \iff y \to y_0. Dunque xβ†’x0β€…β€ŠβŸΊβ€…β€Šyβ†’y0x \to x_0 \iff y \to y_0

Esempio 1
La funzione f(x)=x3+xf(x)=x^3+x Γ¨ invertibile in R\R, si calcoli quindi la derivata della funzione inversa nel punto y=2y=2. Per applicare il teorema sopra descritto Γ¨ necessario calcolare il valore di xx al quale corrisponde y=2y=2. Si risolva quindi l’equazione

x3+x=2β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Š(xβˆ’1)(x2+x+2)=0β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šx=1β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šfβ€²(x)=3x2+1β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šfβ€²(1)=3+1=4\eq{ & x^3+x=2 \\ \implies & (x-1)(x^2+x+2)=0\\ \implies & x=1 \\ \implies & f'(x)=3x^2+1 \\ \implies & f'(1)=3+1=4 }

Si applichi il teorema: D[fβˆ’1(2)]=1fβ€²(1)=14D[f^{-1}(2)]=\frac{1}{f'(1)}=\frac{1}{4}

Esempio 2
D[arcsin(x)]=11βˆ’x2βˆ€x∈(βˆ’1,β€…β€Š1)D[arcsin(x)]=1Dsin⁑y∣y=arcsin x==1cos⁑y∣y=arcsin y==11βˆ’sin⁑2y∣y=arcsin x==11βˆ’x2\eq{ D \Big[\text{arcsin}(x)\Big] =& \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} \quad \forall x \in (-1, \; 1) \\ D \Big[\text{arcsin}(x)\Big] =& \frac{1}{D\sin y} \LARGE| \normalsize _{ y = \text{arcsin } x } =\\ =& \frac{1}{\cos y |_{y = \text{arcsin } y}} =\\ =& \frac{1}{\sqrt{1-\sin^2 y}} \LARGE| \normalsize _{ y = \text{arcsin } x } =\\ =& \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} }

Non dimenticarti che:

cos⁑2(y)+sin⁑2(y)=1\cos^2 (y) + \sin^2 (y)=1

y=log⁑a(x)β€…β€ŠβŸΊβ€…β€Šay=xy =\log_a(x) \iff a^y = x

alog⁑ax=xa^{\log_a x} = x

D[arccos(x)]=βˆ’11βˆ’x2βˆ€x∈(βˆ’1,β€…β€Š1)D[arctg(x)]=11+x2βˆ€x∈RD[log⁑a(x)]=1xlog⁑aβˆ€x>0,β€…β€Ša>0,β€…β€Šaβ‰ 1D[log⁑a(x)]=1Day∣y=log⁑ax==1aylog⁑a∣y=log⁑ax==1xlog⁑a\eq{ D \Big[\text{arccos}(x)\Big] =& - \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} \quad \forall x \in (-1, \; 1) \\ D \Big[\text{arctg}(x)\Big] =& \frac{1}{1+x^2} \quad \forall x \in \R \\ D \Big[\log_a (x)\Big] =& \frac{1}{x \log a} \quad \forall x > 0, \; a > 0, \; a \neq 1 \\ D \Big[\log_a (x)\Big] =& \frac{1}{D a^y} \LARGE| \normalsize _{y = \log_a x} = \\ =& \frac{1}{a^y \log a} \LARGE| \normalsize _{y = \log_a x} =\\ =&\frac{1}{x \log a} }

Teorema
Siano I,β€…β€ŠJβŠ†R,β€…β€Šg:I⟢R,β€…β€Šf:J⟢R,β€…β€Šg(I)βŠ†J,β€…β€Šx0∈II, \; J \subseteq \R, \; g: I \lto \R, \; f: J \lto\R, \; g(I) \subseteq J, \; x_0 \in I, se gg Γ¨ derivabile nel punto x0x_0 ed ff Γ¨ derivabile nel punto g(x0)g(x_0), allora la funzione composta f∘g=f(g(x))f \circ g = f(g(x)) Γ¨ derivabile in x0x_0.

D[f(g(x))]=fβ€²(g(x))β‹…gβ€²(x)D[f(g(x))]=f'(g(x)) \cdot g'(x)

Esempio 1
D[xΞ±]=Ξ±xΞ±βˆ’1βˆ€x>0,β€…β€ŠΞ±βˆˆRD[x^{\alpha}] = \alpha x ^{\alpha -1} \quad \forall x > 0, \; \alpha \in \R

D[xΞ±]=D[eln⁑(xΞ±)]==D[eΞ±ln⁑(x)]==β€…β€Šf∘g t.c. g(x)=Ξ±ln⁑(x),β€…β€Šf(y)=eyβ€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šβ€…β€ŠD[ey∣y=Ξ±ln⁑(x)]β‹…D[Ξ±ln⁑(x)]==β€…β€ŠeΞ±ln⁑(x)Ξ±1x==β€…β€ŠΞ±xΞ±βˆ’1\eq{ D[x^{\alpha}] =& D[e^{\ln (x^{\alpha})}] =\\ =& D[e^{\alpha \ln (x)}] =\\ =& \; f \circ g \text{ t.c. } g(x) = \alpha \ln (x) , \; f(y) = e^y \\ \implies & \; D[e^y |_{y= \alpha \ln (x)}] \cdot D[\alpha \ln (x)] =\\ =& \; e^{\alpha \ln (x)} \alpha \frac{1}{x} =\\ =& \;\alpha x^{\alpha -1} }

Esempio 2
Dβ€…β€Šax=axβ‹…log⁑aβˆ€x∈R,a>0D \; a^x = a^x \cdot \log a \quad \quad \quad \forall x \in \R, a > 0

D[ax]=D[elog⁑ax]==D[exlog⁑a]==β€…β€Šf∘g(x) t.c. g(x)=xlog⁑a,β€…β€Šf(y)=eyβ€…β€ŠβŸΉβ€…β€ŠDey∣y=xlog⁑aβ‹…D(xlog⁑a)=β€…β€Šexlog⁑aβ‹…log⁑aβ‹…1==axβ‹…log⁑a\eq{ D[a^x] =& D[e^{\log a^x}] =\\ =& D [e^{x \log a}] =\\ =& \; f \circ g(x) \text{ t.c. }g(x) = x \log a , \; f(y) = e^y \\ \implies & D e^y |_{y= x \log a} \cdot D(x \log a) \\ =& \; e^{x \log a} \cdot \log a \cdot 1 =\\ =& a^x \cdot \log a }

Derivata del prodotto di una costante per una funzione

Section titled β€œDerivata del prodotto di una costante per una funzione”
Teorema
Dβ€…β€Š[kβ‹…f(x)]=kβ‹…fβ€²(x)D\;[k \cdot f(x)]= k \cdot f'(x) Dimostrazione
fβ€²(x)=lim⁑hβ†’0kβ‹…f(x+h)βˆ’kβ‹…f(x)h==lim⁑hβ†’0kβ‹…[f(x+h)βˆ’f(x)]h==lim⁑hβ†’0kβ€…β€Šf(x+h)βˆ’f(x)h=kβ€…β€Šβ‹…β€…β€Šfβ€²(x)\eq{ f'(x) =& \lim\limits_{h\to0}\frac{k \cdot f(x+h)- k \cdot f(x)}{h} = \\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{k \cdot [f(x+h)- f(x)]}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}k\;\frac{f(x+h)- f(x)}{h} = k\;\cdot\;f'(x) }

Esempio
y=βˆ’3β€…β€Šβ‹…ln⁑xβ€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šyβ€²=βˆ’3β‹…1x=βˆ’3xy=-3 \; \cdot \ln x \implies y' = -3 \cdot \frac{1}{x}= -\frac{3}{x}

Teorema
Dβ€…β€Š[f(x)Β±g(x)]=fβ€²(x)Β±gβ€²(x)D\;[f(x) \pm g(x)]= f'(x) \pm g'(x)

Dimostrazione
I) Sia h(x)=f(x)+g(x)h(x) = f(x)+ g(x) si dimostri che D[h(x)]=fβ€²(x)+gβ€²(x)D[h(x)]=f'(x) + g'(x)

hβ€²(x)=lim⁑hβ†’0[f(x+h)+g(x+h)]βˆ’[f(x)+g(x)]h==lim⁑hβ†’0[f(x+h)βˆ’f(x)]+[g(x+h)βˆ’g(x)]h==lim⁑hβ†’0f(x+h)βˆ’f(x)h+lim⁑hβ†’0g(x+h)βˆ’g(x)h==fβ€²(x)+gβ€²(x)\eq{ h'(x) =& \lim\limits_{h\to0}\frac{[f(x+h)+g(x+h)]-[f(x)+g(x)]}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{[f(x+h)-f(x)]+[g(x+h)-g(x)]}{h} =\\ =& \lim\limits_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} + \lim\limits_{h\to0}\frac{g(x+h)-g(x)}{h} =\\ =&f'(x) + g'(x) }

II) Sia v(x)=f(x)βˆ’g(x)v(x) = f(x)- g(x) si dimostri che D[v(x)]=fβ€²(x)βˆ’gβ€²(x)D[v(x)]=f'(x) - g'(x)

vβ€²(x)=lim⁑hβ†’0[f(x+h)βˆ’g(x+h)]βˆ’[f(x)βˆ’g(x)]h==lim⁑hβ†’0[f(x+h)βˆ’f(x)]βˆ’[g(x+h)βˆ’g(x)]h==lim⁑hβ†’0f(x+h)βˆ’f(x)hβˆ’lim⁑hβ†’0g(x+h)βˆ’g(x)h==fβ€²(x)βˆ’gβ€²(x)\eq{ v'(x) =& \lim\limits_{h\to0}\frac{[f(x+h)-g(x+h)]-[f(x)-g(x)]}{h} =\\ & = \lim\limits_{h\to0}\frac{[f(x+h)-f(x)]-[g(x+h)-g(x)]}{h} =\\ & = \lim\limits_{h\to0}\frac{f(x+h)-f(x)}{h} - \lim\limits_{h\to0}\frac{g(x+h)-g(x)}{h} =\\ =& f'(x) - g'(x) }

Esempio
Date le funzioni f(x)=xf(x) = x e g(x)=2β‹…sin⁑(x)g(x)=2 \cdot \sin(x). Allora y=x+2β‹…sin⁑(x)β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šyβ€²=1+2β‹…cos⁑(x)y = x+2 \cdot \sin(x) \implies y'=1+2 \cdot \cos(x)

Teorema
ddx[f(x)β‹…g(x)]=fβ€²(x)β‹…g(x)+f(x)β‹…gβ€²(x)\frac{d}{dx} [f(x) \cdot g(x)]= f'(x) \cdot g(x) + f(x) \cdot g'(x)

Esempio
Date le funzioni f(x)=xf(x) = x e g(x)=sin⁑(x)g(x)=\sin(x). Allora y=xβ‹…sin⁑(x)β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šyβ€²=1β‹…sin⁑(x)+xβ‹…cos⁑(x)y = x \cdot \sin(x) \implies y'=1 \cdot \sin(x) + x \cdot \cos(x)

Teorema
Sia g(x)β‰ 0g(x) \ne 0

ddx[f(x)g(x)]=fβ€²(x)β‹…g(x)βˆ’f(x)β‹…gβ€²(x)[g(x)]2\frac{d}{dx} \left[ \frac{f(x)}{g(x)} \right]= \frac{f'(x) \cdot g(x) - f(x) \cdot g'(x)}{[g(x)]^2}

Teorema
Sia f(x)β‰ 0f(x) \ne 0

ddx[1f(x)]=βˆ’fβ€²(x)[f(x)]2\frac{d}{dx} \left[ \frac{1}{f(x)} \right] = -\frac{f'(x)}{ [f(x)]^2}

Esempio f(x)=sin⁑(x)f(x)=\sin(x)

y=1sin⁑(x)β€…β€ŠβŸΉβ€…β€Šyβ€²=βˆ’cos⁑(x)sin⁑2(x)y=\frac{1}{\sin(x)} \implies y'=-\frac{\cos(x)}{\sin^2(x)}

Derivata di una funzione elevata ad un numero naturale maggiore di uno

Section titled β€œDerivata di una funzione elevata ad un numero naturale maggiore di uno”

Teorema
Sia n∈N,n>1n \in \N, n > 1

ddx[f(x)]n=nβ‹…[f(x)]nβˆ’1β‹…fβ€²(x)\frac{d}{dx}[f(x)]^n=n \cdot [f(x)]^{n-1} \cdot f'(x)