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PT - Idioma: Português (Brasil)

Aula 3 de 3 · 15 min

Regra da cadeia: a derivada da função composta

Como derivar uma função dentro de outra - e como não deixar a derivada da função de dentro pelo caminho.

A regra da cadeia

Uma função composta é uma função dentro de outra, como (3x+1)5(3x + 1)^5: por fora há uma potência e, por dentro, 3x+13x + 1. A derivada dela é calculada assim:

(f(g(x)))′=f′(g(x))⋅g′(x)\big(f(g(x))\big)' = f'(g(x)) \cdot g'(x)

Em palavras: a derivada da função de fora (com o que está dentro intacto) vezes a derivada da função de dentro.

Exemplo 1: uma potência

Em (3x+1)5(3x + 1)^5, a função de fora é u5u^5, e a de dentro é u=3x+1u = 3x + 1:

((3x+1)5)′=5(3x+1)4⋅3=15(3x+1)4\big((3x + 1)^5\big)' = 5(3x + 1)^4 \cdot 3 = 15(3x + 1)^4

Exemplo 2: seno

(sen⁡(x2))′=cos⁡(x2)⋅2x\big(\operatorname{sen}(x^2)\big)' = \cos(x^2) \cdot 2x

Exemplo 3: uma raiz quadrada

(1+x2)′=121+x2⋅2x=x1+x2\left(\sqrt{1 + x^2}\right)' = \frac{1}{2\sqrt{1 + x^2}} \cdot 2x = \frac{x}{\sqrt{1 + x^2}}

Um erro comum

Esquecer a derivada da função de dentro. Se você pulasse a multiplicação por 33 no exemplo 1, chegaria a 5(3x+1)45(3x + 1)^4 - um resultado três vezes menor que o correto. Um bom hábito: depois de derivar a função de fora, sempre se pergunte o que está dentro.

Fontes

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  1. UFMS - Cálculo Diferencial e Integral I, de Magda e Henrique Mongelli (derivada da função composta: regra da cadeia, com o exemplo (2x + 1)³) · CC BY-SA 4.0
  2. REAMAT UFRGS - Pré-cálculo, Composição de funções ((g ∘ f)(x) = g(f(x)), como (−2x + 4)²) · CC BY-SA 3.0
  3. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia - Design instrucional de uma sequência didática digital sobre derivadas (regra da cadeia para funções compostas, o conteúdo em que os alunos tiveram mais dificuldade) · CC BY 4.0
  4. Wikilivros - Cálculo (Volume 1)/Derivadas (regra da cadeia: h'(x) = g'(x) · f'(g(x))) · CC BY-SA 4.0
  5. Active Calculus - 2.5 The chain rule (derivada da função de fora, avaliada na de dentro, vezes a derivada da função de dentro) · CC BY-SA 4.0