Opérations sur les dérivées - Définition

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On peut déterminer la dérivée de n'importe quelle fonction en effectuant des opérations sur les dérivées présentées ici.

Dans tout l'article, I et J seront des intervalles réels.

Les démonstrations de ces propriétés dérivent des opérations sur les limites.

Linéarité

Multiplication par un réel

Soient f \, : \, I \rightarrow \R une fonction dérivable sur I et α un réel fixé. Le produit αf est dérivable sur I et :

\bigl(\alpha f(x)\bigr)'=\alpha f'(x)

Somme

Soient f \, : \, I \rightarrow \R et g \, : \, I \rightarrow \R deux fonctions dérivables sur I. Leur somme f + g est dérivable sur I et :

\bigl(f(x)+g(x)\bigr)' = f'(x)+g'(x)

Produit et quotient

Produit

Soient f \, : \, I \rightarrow \R et g \, : \, I \rightarrow \R deux fonctions dérivables sur I. Leur produit fg est dérivable sur I et

\bigl(f(x)g(x)\bigr)' = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)

Puissance

Soit f \, : \, I \rightarrow \R une fonction dérivable sur I. La fonction f^n \, , \, n \in \R \, est dérivable sur I, sa dérivée est donnée par

\bigl(f^n\bigr)'(x) = nf'(x)f(x)^{n-1}

Inverse

Soit f \, : \, I \rightarrow \R une fonction dérivable sur I. L'inverse \tfrac{1}{f} de f est dérivable sur l'ensemble des x \in I tels que f(x) \neq 0 et sa dérivée est donnée par

\left( \frac{1}{f(x)} \right)' = -\frac{f'(x)}{f(x)^2}

Quotient

Soient f \, : \, I \rightarrow \R et g \, : \, I \rightarrow \R deux fonctions dérivables sur I. Le quotient \tfrac{f}{g} est dérivable sur l'ensemble des x \in I tels que g(x) \neq 0 et sa dérivée est donnée par

\left( \frac{f(x)}{g(x)} \right)' = \frac{f'(x)g(x)-f(x)g'(x)}{g(x)^2}

Composition

Composée

Soient f \, : \, I \rightarrow \R et g \, : \, J \rightarrow \R deux fonctions dérivables respectivement sur I et J. On suppose que l'image par f de l'intervalle I est incluse dans J : f(I) \subset J .

Alors la fonction composée g \circ f définie par \forall x \in I, \ g \circ f (x) = g\bigl(f(x)\bigr) est dérivable sur I et :

(g \circ f)'(x) = f'(x) \cdot (g' \circ f)(x) = f'(x)\cdot g'\bigl(f(x)\bigr)

Bijection réciproque

Soit f \, : \, I \rightarrow J une fonction bijective dérivable sur I. Alors la fonction réciproque f^{-1} \, : \, J \rightarrow I est dérivable en tout point y \in J tel que f'\bigl(f^{-1}(y)\bigr) \neq 0 et pour un tel y :

\bigl( f^{-1} \bigr)'(y) = \frac{1}{f' \circ f^{-1}(y)} = \frac{1}{f'\bigl(f^{-1}(y)\bigr)}
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