Enunciado

Suponha que f seja derivável em R e seja α um número real. Seja F x = f ( x α ) e G ( x ) = f ( x ) α . Encontre as expressões para

  1. F ' ( x ) e (b) G ' ( x ) .

Passo 1

Eaee, belezinha?? Bom... queremos encontrar as expressões para as seguintes derivadas:

  1. F ' ( x ) ;
  2. G ' ( x ) .

Dado que:

F x = f ( x α )

E

G ( x ) = f ( x ) α

Para resolver essa questão podemos apenas pegar a definição da regra da cadeia, onde temos que se:

F x = f ( g x )

Então:

F ' x = f ' g x ⋅ g ' ( x )

Passo 2

No exercício dado, estamos considerando duas funções compostas:

F x = f ( x α )

Nesta função, estamos aplicando a função f   a um valor elevado a uma potência constante α .

Isso significa que primeiro elevamos x a potência α e depois aplicamos a função f .

Em termos de composição de funções, podemos entender isso como f sendo aplicada à função x α .

Portanto, F ( x ) é uma função composta onde a função interna é x α   e a função externa é f .

Passo 3

G ( x ) = f ( x ) α

Nesta função, estamos elevando o resultado da função f a uma potência constante α .

Isso significa que primeiro aplicamos a função f a x , e então elevamos o resultado à potência α .

Em termos de composição de funções, podemos entender isso como f sendo aplicada a x e depois elevamos o resultado à potência α .

Portanto, G ( x ) é uma função composta onde a função interna é f e a função externa é a exponenciação pela constante α .

Agora vamos aplicar!! 😉

Passo 4

  1. Assim, como queremos F ' ( x ) , ou seja, a derivada de F , é só usar a expressão vista no passo anterior:
  2. F ' x = f ' g x ⋅ g ' x ∴

    F ' x = f ' x α ⋅ x α '

    Vamos derivar o segundo termo usando a regra de derivação do polinômio:

    x n ' = n x n - 1

    Vamos lá então:

    F ' x = f ' x α ⋅ x α ' ∴

    F ' x = f ' x α ⋅ α x α - 1

    Passo 3

  3. Assim, como queremos G ' ( x ) , ou seja, a derivada de G , é só usar a expressão vista no passo 1 e usando também a regra do polinômio vista no passo 2:

Do polinômio:

x n ' = n x n - 1

Agora é só derivar:

G ' x = f ' g x . g ' x ∴

G ' x = f x α ' ∴

G ' x = α f x α - 1 ⋅ f ' x

Entendeu direitinho?? Responde aee 😉

Resposta

  1. F ' x = f ' x α ⋅ α x α - 1
  2. G ' x = α f x α - 1 ⋅ f ' x
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Determine a derivada da função r = ((s e n theta)/(c o s theta - 1)) ^2 ^()
Determine a derivada da função y = ( (sqrt(x))/(1 + x) )^2
Determine a derivada da função r = ((1 + s e n theta)/(1 - c o s theta)) ^2 ^()
Determine a derivada da função y = l o g _5 ( 3 x - 7 )
Determine a derivada da função s = - (1)/(15 ( 15 t - 1 )^3)