Déterminer les dérivées des fonctions suivantes, en donnant dans un premier temps leur domaine de dérivabilité.
Question 1
f(x)=ln(x)(ln(x)−1)
Correction
La fonction f est définie si et seulement si x>0. De plus f est dérivable sur ]0;+∞[.
Deˊriveˊe du produit
On considère deux fonctions u et v, dérivables sur un intervalle I alors
(uv)′=u′v+uv′
Ici on reconnaît la forme : (uv)′=u′v+uv′ avec u(x)=ln(x) et v(x)=ln(x)−1. Ainsi u′(x)=x1 et v′(x)=x1. Il vient alors que : f′(x)=x1×(ln(x)−1)+ln(x)×x1 équivaut successivement à : f′(x)=xln(x)−1+xln(x) f′(x)=xln(x)−1+ln(x)Ainsi :
f′(x)=x2ln(x)−1
Question 2
f(x)=x−ln(x)ln(x) . On suppose que f est dérivable sur un intervalle I que l'on ne cherchera pas à démontrer.
Correction
Ici on reconnaît la forme : (vu)′=v2u′v−uv′ avec u(x)=ln(x) et v(x)=x−ln(x). Ainsi : u′(x)=x1 et v′(x)=1−x1. Il vient alors que : f′(x)=(x−ln(x))2x1×(x−ln(x))−ln(x)×(1−x1) f′(x)=(x−ln(x))2x1×x+x1×(−ln(x))−ln(x)−ln(x)×(−x1) f′(x)=(x−ln(x))2xx−x1×ln(x)−ln(x)+ln(x)×x1 f′(x)=(x−ln(x))21−x1×ln(x)−ln(x)+ln(x)×x1
Ainsi :
f′(x)=(x−ln(x))21−ln(x)
Question 3
f(x)=5(ln(x))2
Correction
La fonction f est définie si et seulement si x>0. De plus f est dérivable sur ]0;+∞[.
(un)′=n×u′×un−1
On reconnaît ici un où u(x)=ln(x) et n=2. Ainsi u′(x)=x1. Il en résulte que : f′(x)=5×2×x1×(ln(x)) Finalement :
f′(x)=x10ln(x)
Question 4
f(x)=2e−3xln(x)
Correction
La fonction f est définie si et seulement si x>0. De plus f est dérivable sur ]0;+∞[.
Deˊriveˊe du produit
On considère deux fonctions u et v, dérivables sur un intervalle I alors
(uv)′=u′v+uv′
Ici on reconnaît la forme : (uv)′=u′v+uv′ avec u(x)=2e−3x et v(x)=ln(x).
(eu)′=u′eu
Ainsi u′(x)=2×(−3)e−3x et v′(x)=x1. Il vient alors que : f′(x)=2×(−3)e−3xln(x)+2e−3x×x1 Finalement :
f′(x)=−6e−3xln(x)+x2e−3x
Question 5
f(x)=cos(x)ln(x)
Correction
La fonction f est définie si et seulement si x>0. De plus f est dérivable sur ]0;+∞[.
Deˊriveˊe du produit
On considère deux fonctions u et v, dérivables sur un intervalle I alors
(uv)′=u′v+uv′
Ici on reconnaît la forme : (uv)′=u′v+uv′ avec u(x)=cos(x) et v(x)=ln(x). Ainsi u′(x)=−sin(x) et v′(x)=x1. Il vient alors que : f′(x)=−sin(x)ln(x)+cos(x)×x1
f′(x)=−sin(x)ln(x)+xcos(x)
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