Calcolo di una derivata

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Calcolo di una derivata

Versione italiana

Calcolo di una Derivata

Definizione di Derivata

La derivata di una funzione f(x)f(x)f(x) rappresenta il tasso di variazione della funzione rispetto alla variabile xxx. La derivata è definita come:

f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}
f(x)=limh0f(x+h)f(x)hf'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}

Regole di Derivazione

  1. Regola della Costante:

    \frac{d}{dx}(c) = 0
    ddx(c)=0\frac{d}{dx}(c) = 0

    dove ccc è una costante.

  2. Regola della Potenza:

    \frac{d}{dx}(x^n) = n x^{n-1}
    ddx(xn)=nxn1\frac{d}{dx}(x^n) = n x^{n-1}
  3. Regola della Somma:

    \frac{d}{dx}(f(x) + g(x)) = f'(x) + g'(x)
    ddx(f(x)+g(x))=f(x)+g(x)\frac{d}{dx}(f(x) + g(x)) = f'(x) + g'(x)
  4. Regola del Prodotto:

    \frac{d}{dx}(f(x) \cdot g(x)) = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)
    ddx(f(x)g(x))=f(x)g(x)+f(x)g(x)\frac{d}{dx}(f(x) \cdot g(x)) = f'(x)g(x) + f(x)g'(x)
  5. Regola del Quoziente:

    \frac{d}{dx}\left(\frac{f(x)}{g(x)}\right) = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{(g(x))^2}
    ddx(f(x)g(x))=f(x)g(x)f(x)g(x)(g(x))2\frac{d}{dx}\left(\frac{f(x)}{g(x)}\right) = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{(g(x))^2}
  6. Regola della Catena:

    \frac{d}{dx}(f(g(x))) = f'(g(x)) \cdot g'(x)
    ddx(f(g(x)))=f(g(x))g(x)\frac{d}{dx}(f(g(x))) = f'(g(x)) \cdot g'(x)

Esempio di Calcolo di una Derivata

Consideriamo la funzione:

f(x) = 3x^4 - 5x^2 + 2
f(x)=3x45x2+2f(x) = 3x^4 - 5x^2 + 2

Passo 1: Applicare la Regola della Potenza

Calcoliamo la derivata f'(x)f(x)f'(x):

f'(x) = \frac{d}{dx}(3x^4) - \frac{d}{dx}(5x^2) + \frac{d}{dx}(2)
f(x)=ddx(3x4)ddx(5x2)+ddx(2)f'(x) = \frac{d}{dx}(3x^4) - \frac{d}{dx}(5x^2) + \frac{d}{dx}(2)

Passo 2: Derivare ciascun termine

Utilizzando la regola della potenza:

f'(x) = 3 \cdot 4x^{4-1} - 5 \cdot 2x^{2-1} + 0
f(x)=34x4152x21+0f'(x) = 3 \cdot 4x^{4-1} - 5 \cdot 2x^{2-1} + 0

Passo 3: Semplificare

Semplificando otteniamo:

f'(x) = 12x^3 - 10x
f(x)=12x310xf'(x) = 12x^3 - 10x

Risultato Finale

La derivata della funzione f(x) = 3x^4 - 5x^2 + 2f(x)=3x45x2+2f(x) = 3x^4 - 5x^2 + 2 è:

f'(x) = 12x^3 - 10x
f(x)=12x310xf'(x) = 12x^3 - 10x

English version

Derivative Calculation

Definition of Derivative

The derivative of a function f(x)f(x)f(x) represents the rate of change of the function with respect to the variable xxx. The derivative is defined as:

f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}
f(x)=limh0f(x+h)f(x)hf'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{f(x+h) - f(x)}{h}

Rules of Derivation

  1. Constant Rule:
\frac{d}{dx}(c) = 0
ddx(c)=0\frac{d}{dx}(c) = 0

where ccc is a constant.

  1. Power Rule:
\frac{d}{dx}(x^n) = n x^{n-1}
ddx(xn)=nxn1\frac{d}{dx}(x^n) = n x^{n-1}
  1. Sum Rule:
\frac{d}{dx}(f(x) + g(x)) = f'(x) + g'(x)
ddx(f(x)+g(x))=f(x)+g(x)\frac{d}{dx}(f(x) + g(x)) = f'(x) + g'(x)
  1. Product Rule:
\frac{d}{dx}(f(x) \cdot g(x)) = f' (x)g(x) + f(x)g'(x)
ddx(f(x)g(x))=f(x)g(x)+f(x)g(x)\frac{d}{dx}(f(x) \cdot g(x)) = f' (x)g(x) + f(x)g'(x)
  1. Quotient Rule:
\frac{d}{dx}\left(\frac{f(x)}{g(x)}\right) = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{(g(x))^2}
ddx(f(x)g(x))=f(x)g(x)f(x)g(x)(g(x))2\frac{d}{dx}\left(\frac{f(x)}{g(x)}\right) = \frac{f'(x)g(x) - f(x)g'(x)}{(g(x))^2}
  1. Chain Rule:
\frac{d}{dx}(f(g(x))) = f'(g(x)) \cdot g'(x)
ddx(f(g(x)))=f(g(x))g(x)\frac{d}{dx}(f(g(x))) = f'(g(x)) \cdot g'(x)

Example of Derivative Calculation

Consider the function:

f(x) = 3x^4 - 5x^2 + 2
f(x)=3x45x2+2f(x) = 3x^4 - 5x^2 + 2

Step 1: Apply the Power Rule

Let's calculate the derivative f'(x)f(x)f'(x):

f'(x) = \frac{d}{dx}(3x^4) - \frac{d}{dx}(5x^2) + \frac{d}{dx}(2)
f(x)=ddx(3x4)ddx(5x2)+ddx(2)f'(x) = \frac{d}{dx}(3x^4) - \frac{d}{dx}(5x^2) + \frac{d}{dx}(2)

Step 2: Differentiate each term

Using the power rule:

f'(x) = 3 \cdot 4x^{4-1} - 5 \cdot 2x^{2-1} + 0
f(x)=34x4152x21+0f'(x) = 3 \cdot 4x^{4-1} - 5 \cdot 2x^{2-1} + 0

Step 3: Simplify

Simplifying gives:

f'(x) = 12x^3 - 10x
f(x)=12x310xf'(x) = 12x^3 - 10x

Final Result

The derivative of the function f(x) = 3x^4 - 5x^2 + 2f(x)=3x45x2+2f(x) = 3x^4 - 5x^2 + 2 is:

f'(x) = 12x^3 - 10x
f(x)=12x310xf'(x) = 12x^3 - 10x

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