Skip to content
Lesson 6 · Mathematics

Derivate

Înveți ce înseamnă derivata, cum o calculezi cu tabelul și regulile de derivare și cum o folosești pentru tangente, monotonie și puncte de extrem.

Advanced35 minGrade XI

This lesson is written in Romanian.

On this page
  1. Definiția derivatei
  2. Derivatele funcțiilor elementare
  3. Reguli de derivare
  4. Derivata și monotonia
  5. Exemple rezolvate
  6. Greșeli frecvente
  7. Pe scurt
  8. Quiz at the end

Vitezometrul unei mașini îți arată cât de repede se schimbă poziția chiar în acel moment, nu în medie. Asta este, de fapt, o derivată: rata de variație instantanee. În matematică, derivata îți spune cât de abrupt urcă sau coboară un grafic într-un punct. La BAC, subiectul al III-lea conține aproape mereu calcul de derivate, tangente și studiul monotoniei.

Definiția derivatei

Fie f:D→Rf: D \to \mathbb{R} și x0∈Dx_0 \in D. Derivata funcției ff în punctul x0x_0 este

f′(x0)=lim⁡x→x0f(x)−f(x0)x−x0,f'(x_0) = \lim_{x \to x_0} \frac{f(x) - f(x_0)}{x - x_0},

dacă această limită există și este finită. În acest caz spunem că ff este derivabilă în x0x_0.

Interpretare geometrică. f′(x0)f'(x_0) este panta tangentei la graficul lui ff în punctul (x0,f(x0))(x_0, f(x_0)). Ecuația tangentei este

y−f(x0)=f′(x0)(x−x0).y - f(x_0) = f'(x_0)(x - x_0).

Derivatele funcțiilor elementare

funcțiaderivata
cc (constantă)00
xnx^nnxn−1n x^{n-1}
x\sqrt{x}12x\frac{1}{2\sqrt{x}}, x>0x > 0
exe^xexe^x
axa^xaxln⁡aa^x \ln a
ln⁡x\ln x1x\frac{1}{x}
sin⁡x\sin xcos⁡x\cos x
cos⁡x\cos x−sin⁡x-\sin x

Reguli de derivare

(f±g)′=f′±g′,(c⋅f)′=c⋅f′,(f \pm g)' = f' \pm g', \qquad (c \cdot f)' = c \cdot f', (f⋅g)′=f′g+fg′,(fg)′=f′g−fg′g2,(f \cdot g)' = f' g + f g', \qquad \left(\frac{f}{g}\right)' = \frac{f' g - f g'}{g^2},

iar pentru funcții compuse:

(f(u(x)))′=f′(u(x))⋅u′(x).\big(f(u(x))\big)' = f'(u(x)) \cdot u'(x).

De exemplu, (sin⁡u)′=cos⁡u⋅u′(\sin u)' = \cos u \cdot u', (eu)′=eu⋅u′(e^u)' = e^u \cdot u', (un)′=nun−1⋅u′(u^n)' = n u^{n-1} \cdot u'.

Derivata și monotonia

Pe un interval:

  • dacă f′(x)>0f'(x) > 0, funcția este strict crescătoare;
  • dacă f′(x)<0f'(x) < 0, funcția este strict descrescătoare.

Punctele în care f′f' se anulează și își schimbă semnul sunt puncte de extrem local: din ++ în −- ai un maxim, din −- în ++ ai un minim.

Exemple rezolvate

Exemplul 1: reguli de derivare

a) f(x)=xexf(x) = x e^x. Din regula produsului:

f′(x)=1⋅ex+x⋅ex=ex(x+1).f'(x) = 1 \cdot e^x + x \cdot e^x = e^x(x + 1).

b) g(x)=sin⁡(x2)g(x) = \sin(x^2). Funcție compusă, cu u=x2u = x^2:

g′(x)=cos⁡(x2)⋅2x=2xcos⁡(x2).g'(x) = \cos(x^2) \cdot 2x = 2x\cos(x^2).

c) h(x)=x+1x−1h(x) = \frac{x + 1}{x - 1}, x≠1x \neq 1. Din regula câtului:

h′(x)=1⋅(x−1)−(x+1)⋅1(x−1)2=−2(x−1)2.h'(x) = \frac{1 \cdot (x - 1) - (x + 1) \cdot 1}{(x - 1)^2} = \frac{-2}{(x - 1)^2}.

Exemplul 2: ecuația tangentei

Scrie ecuația tangentei la graficul funcției f:(0,∞)→Rf: (0, \infty) \to \mathbb{R}, f(x)=x2+ln⁡xf(x) = x^2 + \ln x, în punctul de abscisă x0=1x_0 = 1.

Calculăm f(1)=1+ln⁡1=1f(1) = 1 + \ln 1 = 1. Derivata este f′(x)=2x+1xf'(x) = 2x + \frac{1}{x}, deci f′(1)=2+1=3f'(1) = 2 + 1 = 3.

y−1=3(x−1)  ⟺  y=3x−2.y - 1 = 3(x - 1) \iff y = 3x - 2.

Exemplul 3: monotonie și extreme

Studiază monotonia funcției f:R→Rf: \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x)=x3−3x2+2f(x) = x^3 - 3x^2 + 2.

f′(x)=3x2−6x=3x(x−2).f'(x) = 3x^2 - 6x = 3x(x - 2).

f′(x)=0f'(x) = 0 pentru x=0x = 0 și x=2x = 2. Semnul lui f′f' (un trinom cu a=3>0a = 3 > 0, pozitiv în afara rădăcinilor):

xx(−∞,0)(-\infty, 0)(0,2)(0, 2)(2,∞)(2, \infty)
f′(x)f'(x)++−-++
ffcrescătoaredescrescătoarecrescătoare

Deci x=0x = 0 este punct de maxim local, cu f(0)=2f(0) = 2, iar x=2x = 2 este punct de minim local, cu f(2)=8−12+2=−2f(2) = 8 - 12 + 2 = -2.

Greșeli frecvente

  • (fg)′=f′g′(fg)' = f'g'. Fals. Corect: (fg)′=f′g+fg′(fg)' = f'g + fg'. Exemplu: (x⋅x)′=2x(x \cdot x)' = 2x, nu 11.
  • Uitarea derivatei interioare. (e2x)′=2e2x(e^{2x})' = 2e^{2x}, nu e2xe^{2x}; (sin⁡3x)′=3cos⁡3x(\sin 3x)' = 3\cos 3x.
  • Semnul la cos⁡\cos. (cos⁡x)′=−sin⁡x(\cos x)' = -\sin x, cu minus.
  • Ordinea din regula câtului. La numărător este f′g−fg′f'g - fg'; dacă inversezi termenii, schimbi semnul rezultatului.
  • f′(x0)=0f'(x_0) = 0 nu garantează extremul. Pentru f(x)=x3f(x) = x^3, f′(0)=0f'(0) = 0, dar f′f' nu își schimbă semnul, deci 00 nu este punct de extrem.
  • f(x0)f(x_0) vs. f′(x0)f'(x_0) în ecuația tangentei. Ai nevoie de amândouă: valoarea funcției pentru punct, valoarea derivatei pentru pantă.

Pe scurt

  • f′(x0)f'(x_0) este limita raportului f(x)−f(x0)x−x0\frac{f(x) - f(x_0)}{x - x_0} și reprezintă panta tangentei în x0x_0.
  • Tangenta: y−f(x0)=f′(x0)(x−x0)y - f(x_0) = f'(x_0)(x - x_0).
  • Învață tabelul de derivate și regulile pentru sumă, produs, cât și funcție compusă.
  • Semnul lui f′f' dă monotonia; extremele apar unde f′f' se anulează și își schimbă semnul.

Check what you learned

5 questions. The lesson counts as completed once you score at least 60%.

Save your progress. You can take the quiz without an account, but progress and XP are only saved when you are signed in.

Sign in

Question 1 of 5

Pentru f(x)=x4−2xf(x) = x^4 - 2x, cât este f′(1)f'(1)?

Derivate · Teachify