Dérivation

La forme uvuv ou la dérivée d'un produit - Exercice 2

8 min
20
Pour les fonctions suivantes calculer la fonction dérivée. On ne cherchera pas à donner le domaine de dérivabilité.
Question 1

f(x)=x3(2x+1)f\left(x\right)=x^{3} \left(2x+1\right)

Correction
ff est dérivable sur R\mathbb{R} car toute fonction polynôme est dérivable sur R\mathbb{R} .
    Deˊriveˊe du produit\text{\purple{Dérivée du produit}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uv+uv\left(uv\right)'=u'v+uv'
On reconnaît la forme (uv)=uv+uv\color{red}\boxed{\left(uv\right)'=u'v+uv'} avec u(x)=x3u\left(x\right)=x^{3} et v(x)=2x+1v\left(x\right)=2x+1
Ainsi : u(x)=3x2u'\left(x\right)=3x^{2} et v(x)=2v'\left(x\right)=2.
Il vient alors que :
f(x)=3x2×(2x+1)+x3×2f'\left(x\right)=3x^{2} \times \left(2x+1\right)+x^{3} \times 2
f(x)=3x2×2x+3x2×1+2x3f'\left(x\right)= 3x^{2} \times2x+3x^{2} \times1+2x^{3}
f(x)=6x3+3x2+2x3f'\left(x\right)=6x^{3} +3x^{2} +2x^{3}
f(x)=8x3+3x2f'\left(x\right)=8x^{3} +3x^{2}
Question 2

f(x)=xxf\left(x\right)=x\sqrt{x}

Correction
ff est dérivable sur ]0;+[\left]0;+\infty \right[.
    Deˊriveˊe du produit\text{\purple{Dérivée du produit}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uv+uv\left(uv\right)'=u'v+uv'
On reconnaît la forme (uv)=uv+uv\color{red}\boxed{\left(uv\right)'=u'v+uv'} avec u(x)=xu\left(x\right)=x et v(x)=xv\left(x\right)=\sqrt{x}
Ainsi : u(x)=1u'\left(x\right)=1 et v(x)=12xv'\left(x\right)=\frac{1}{2\sqrt{x} } .
Il vient alors que :
f(x)=1×x+x×12xf'\left(x\right)=1\times \sqrt{x} +x\times \frac{1}{2\sqrt{x} }
f(x)=x+x2xf'\left(x\right)=\sqrt{x} +\frac{x}{2\sqrt{x} }
Question 3

f(x)=(x2+2x+3)(5x+1)f\left(x\right)=\left(-x^{2} +2x+3\right)\left(-5x+1\right)

Correction
ff est dérivable sur R\mathbb{R} car toute fonction polynôme est dérivable sur R\mathbb{R} .
    Deˊriveˊe du produit\text{\purple{Dérivée du produit}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uv+uv\left(uv\right)'=u'v+uv'
On reconnaît la forme (uv)=uv+uv\color{red}\boxed{\left(uv\right)'=u'v+uv'} avec u(x)=x2+2x+3u\left(x\right)=-x^{2} +2x+3 et v(x)=5x+1v\left(x\right)=-5x+1
Ainsi : u(x)=2x+2u'\left(x\right)=-2x+2 et v(x)=5v'\left(x\right)=-5.
Il vient alors que :
f(x)=(2x+2)×(5x+1)+(x2+2x+3)×(5)f'\left(x\right)=\left(-2x+2\right)\times \left(-5x+1\right)+\left(-x^{2} +2x+3\right)\times \left(-5\right)
f(x)=(2x)×(5x)+(2x)×1+2×(5x)+2×1+(x2×(5)+2x×(5)+3×(5)f'\left(x\right)=(-2x)\times(-5x)+(-2x)\times1+2\times(-5x)+2\times1+(-x^{2}\times(-5)+2x\times(-5)+3\times(-5)
f(x)=10x22x10x+2+5x210x15f'\left(x\right)=10x^{2}-2x-10x+2+5x^{2}-10x-15
f(x)=15x222x13f'\left(x\right)=15x^{2} -22x-13
Question 4

f(x)=2x2(x+1)f\left(x\right)=2x^{2} \left(-x+1\right)

Correction
ff est dérivable sur R\mathbb{R} car toute fonction polynôme est dérivable sur R\mathbb{R} .
    Deˊriveˊe du produit\text{\purple{Dérivée du produit}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uv+uv\left(uv\right)'=u'v+uv'
On reconnaît la forme (uv)=uv+uv\color{red}\boxed{\left(uv\right)'=u'v+uv'} avec u(x)=2x2u\left(x\right)=2x^{2} et v(x)=x+1v\left(x\right)=-x+1
Ainsi : u(x)=4xu'\left(x\right)=4x et v(x)=1v'\left(x\right)=-1.
Il vient alors que :
f(x)=4x×(x+1)+2x2×(1)f'\left(x\right)=4x\times \left(-x+1\right)+2x^{2} \times \left(-1\right)
f(x)=4x×(x)+4x×12x2f'\left(x\right)=4x\times \left(-x\right)+4x\times 1-2x^{2}
f(x)=4x2+4x2x2f'\left(x\right)=-4x^{2} +4x-2x^{2}
f(x)=6x2+4xf'\left(x\right)=-6x^{2} +4x

Question 5

f(x)=(4x23x)(2x2+6x+1)f\left(x\right)=(4x^{2}-3x) \left(-2x^{2}+6x+1\right)

Correction
ff est dérivable sur R\mathbb{R} car toute fonction polynôme est dérivable sur R\mathbb{R} .
    Deˊriveˊe du produit\text{\purple{Dérivée du produit}}
On considère deux fonctions uu et vv, dérivables sur un intervalle II alors
(uv)=uv+uv\left(uv\right)'=u'v+uv'
On reconnaît la forme (uv)=uv+uv\color{red}\boxed{\left(uv\right)'=u'v+uv'} avec u(x)=4x23xu\left(x\right)=4x^{2}-3x et v(x)=2x2+6x+1v\left(x\right)=-2x^{2}+6x+1
Ainsi : u(x)=4×2x3=8x3u'\left(x\right)=4\times2x-3 =8x-3 et v(x)=2×2x+6=4x+6v'\left(x\right)=-2\times2x+6=-4x+6.
Il vient alors que :
f(x)=(8x3)×(2x2+6x+1)+(4x23x)×(4x+6)f'\left(x\right)=\left(8x-3\right)\times \left(-2x^{2}+6x+1\right)+\left(4x^{2}-3x\right)\times \left(-4x+6\right)
f(x)=8x×(2x2)+8x×6x+8x+(3)×(2x2)+(3)×6x3+4x2×(4x)+4x2×6+(3x)×(4x)+(3x)×6f'\left(x\right)=8x\times \left(-2x^2\right)+8x\times 6x+8x+\left(-3\right)\times \left(-2x^2\right)+\left(-3\right)\times 6x-3+4x^2\times \left(-4x\right)+4x^2\times 6+\left(-3x\right)\times \left(-4x\right)+\left(-3x\right)\times 6
f(x)=16x3+48x2+8x+6x218x316x3+24x2+12x218xf'\left(x\right)=-16x^3+48x^2+8x+6x^2-18x-3-16x^3+24x^2+12x^2-18x
Finalement :
f(x)=32x3+90x228x3f'\left(x\right)=-32x^{3}+90x^{2} -28x-3