I teoremi sul calcolo delle derivate

La derivata del prodotto di una costante per una funzione

La derivata del prodotto di una costante k per una funzione derivabile $f(x)$ è uguale al prodotto della costante per la derivata della funzione:

$$D[k \cdot f(x)]= k \cdot f'(x)$$

ESEMPIO

Data la funzione

$y= 2 \cos x$

la sua derivata sarà

$y’=-2 \sin x$

La derivata della somma di funzioni

La derivata della somma algebrica di due o più funzioni derivabili è uguale alla somma algebrica delle derivate delle singole funzioni:

$$D[f(x)+g(x)]=f'(x)+g'(x)$$

ESEMPIO

Data la funzione

$y=x+2 \sin x$

la sua derivata sarà

$y=1+2 \cos x$

La derivata del prodotto di funzioni

La derivata del prodotto di due funzioni derivabili è uguale alla somma della derivata della prima funzione moltiplicata per la seconda non derivata e della derivata della seconda funzione moltiplicata per la prima non derivata:

$$D[f(x) \cdot g(x)]=f'(x)g(x) + f(x)g'(x)]$$

ESEMPIO

Calcoliamo la derivata della funzione

$y= x \cdot \sin x$

$y’=1 \cdot \sin x +x \cdot \cos x$

La derivata del reciproco di una funzione

La derivata del reciproco di una funzione derivabile non nulla è uguale a una frazione in cui:
• il numeratore è l’opposto della derivata della funzione;
• il denominatore è il quadrato della funzione.

$$ D \frac{1}{f(x)}=-\frac{f'(x)}{f^2(x)}$$

con $f(x)\neq 0$

ESEMPIO

Deriviamo la funzione

$y=\frac{1}{\sin x}$

$y’=-\frac{\cos x}{\sin^2 x}$

La derivata del quoziente di due funzioni

La derivata del quoziente di due funzioni derivabili (con funzione divisore non nulla) è uguale a una frazione che ha:
• per numeratore la differenza fra la derivata del dividendo moltiplicata per il divisore non derivato e il dividendo non derivato moltiplicato per la derivata del divisore;
• per denominatore il quadrato del divisore.

$$D\frac{f (x)}{g(x)} =\frac{f'(x)\cdot g(x)-f(x)\cdot g'(x)}{g^2(x)}$$

con $g(x) \neq 0$

ESEMPIO

Calcoliamo la derivata della funzione

$y=\frac{3x^2-1}{x^2+x}$

$y’=\frac{3 \cdot 2x \cdot(x^2+x)-(2x+1)(3x^2-1)}{(x^2+x)^2} =\frac{3x^2+2x+1}{(x^2+x)^2}$

La derivata della funzione tangente

La derivata della funzione tangente è possibile scriverla nel seguente modo

$$D \tan x=\frac{1}{\cos^2 x}$$

oppure

$$D \tan x=1+ \tan^2 x$$

La derivata della funzione cotangente

La derivata della funzione cotangente è possibile scriverla nel seguente modo

$$D \cot x=-\frac{1}{\sin^2 x}$$

oppure

$$D \cot x=-(1+ \cot^2 x)$$

In sintesi:

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