A regra da cadeia é utilizada para encontrar a derivada de funções compostas, que são mais elaboradas.
Suponhamos duas funções f(x) = cosx e u(x) = x³. Podemos fazer uma composição destas funções da seguinte forma f(u(x)) ou f(x³) = cos(x³). A função f(u(x)) é uma função composta, f ° u.
Para calcularmos a derivada da função composta f(u(x)) fazemos a derivada da função de dentro vezes a derivada da função de fora.
f(u(x)) = cos(x³)
Ou seja, f'(u(x)) = u'(x) • f'(u).
(x³)’ • (cosu)’
3x²(-senu)
3x²(-senx³)
-3x²senx³
f'(u(x)) = -3x²senx³
Exemplo 1
Encontre a derivada da função f(x) = (x² + 1)50.
A função f(x) = (x² + 1)50 é composta com a função u(x) = x² + 1. Portanto, tem-se:
f(u) = u50 e u(x) = x² + 1.
A derivada é calculada fazendo:
Exemplo 2
Encontre a derivada da função f(x) = ln(3x³ – 7x).
A função f(x) = ln(3x³ – 7x) é uma função composta pelas funções f(u) = ln(u) e u(x) = 3x³ – 7x.
Vamos derivar a função u(x).
Agora derivamos a função f(u) = ln(u).
Portanto, a derivada que procuramos é:
Exemplo 3
Encontre a derivada da função f(x) = ln(cosx).
Verificando a tabela de derivadas temos que:
Logo,
y’ = -tgx
Exemplo 4
Encontre a derivada da função f(x) = ln(x + lnx).
Lembre-se de que é possível resolver a derivada de uma função composta verificando uma regra possível na tabela de derivadas ou multiplicando a derivada da função interna pela derivada da função externa.
Função interna = x + lnx
Função externa = ln(x + lnx)
Derivada da função interna
Derivada da função externa:
A derivada da função f(x) = ln(x + lnx) é:
Exemplo 5
Encontre a derivada da função f(x) = senx² e h(x) = sen²x.
f(x) = senx²
f(x) = sen(x²)
f(u) = sen(u)
u(x) = x²
f'(u) = cos(u)
u'(x) = 2x;
f'(x) = u'(x) • f'(u)
f'(x) = 2x • cos(u)
f'(x) = 2xcos(x²)
h(x) = sen²x
h(x) = (senx)²
h(u) = u²
u(x) = senx
h'(u) = 2u
u'(x) = cosx
h'(x) = u'(x) • h'(u)
h'(x) = cosx • 2u
h'(x) = cosx2(senx)
h'(x) = 2cosx.senx
Exemplo 6
Encontre a derivada da função f(x) = ex5 – 7.
Pela tabela de derivadas temos:
y |
= |
ex5 – 7 |
|
y’ |
= |
ex5 – 7 • (x5 – 7)’ |
y’ |
= |
ex5 – 7 • 5x4 |
= |
5x4ex5 – 7 |
Exemplo 7
Encontre a derivada da função f(x) = eex.
f(x) = eex
f(u) = eu
f'(u) = eu
u(x) = ex
u'(x) = ex
f'(x) = f'(u) • u'(x)
f'(x) = eu • ex
f'(x) = eex • ex
f'(x) = ex + ex