Soit $f$ une fonction définie sur une partie $I$ de $\mathbb{R}$ et soit $J$ une partie de $\mathbb{R}$ incluse dans $I$ ($J\subset I$).
On dit que la fonction $f$ est dérivable sur $J$ si elle est dérivable en tout point de $J$.
La fonction qui à tout nombre réel $x$ de $J$ associe le nombre réel $f^{'}(x)$(nombre dérivé de $f$ en $x$) est appelée la fonction dérivée de $f$ sur $J$, on note cette fonction $f^{'}$, on a:
$f^{'}:x\to f^{'}(x)$.
La fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=x^2+x$ est dérivable sur $\mathbb{R}$ et pour tout $x\in\mathbb{R}$ $f^{'}(x)=2x+1$.
DEMONSTRATION: Prenons un réel $a$ quelconque et montrons que $f$ est dérivable en $a$ et que $f^{'}(a)=2a+1$.
Pour tout $h\not=0$ on a $\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=\dfrac{[(a+h)^2+(a+h)]-[a^2+a]}{h}=\dfrac{a^2+2ah+h^2+a+h-a^2-a}{h}$ $=\dfrac{2ah+h+h^2}{h}=\dfrac{h(2a+1+h)}{h}=2a+1+h$.
Quand la valeur de $h$ se rapproche de $0$ la valeur de $2a+1+h$ se rapproche de la valeur $2a+1$.
On écrit: $\displaystyle\lim_{h\to 0}\bigg(\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}\bigg)=2a+1$, pour tout $a\in\mathbb{R}$
Donc $f$ est dérivable en $a$ et ceci pour tout $a\in\mathbb{R}$, donc $f$ est dérivable sur $\mathbb{R}$.
Pour tout $x\in\mathbb{R}$ on a l'égalité $f^{'}(x)=2x+1$.
Toute fonction affine $f:x\to mx+p$ est dérivable sur $\mathbb{R}$ et sa fonction dérivée est: $f^{'}:x\to m$ ou bien $f'(x)=m$.
Dans le cas où $m=0$ on obtient que $f^{'}(x)=0$, c'est-à-dire que la fonction dérivée d'une fonction constante sur $\mathbb{R}$ est la fonction nulle.
Soit $h\not=0$, $\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=\dfrac{[m(a+h)+p]-[ma+p]}{h}$ $=\dfrac{ma+mh+p-ma-p}{h}=\dfrac{mh}{h}=m$.
Quand la valeur de $h$ se rapproche de $0$ la valeur de $\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}$ reste égal à la constante $m$.
On écrit: $\displaystyle\lim_{h\to 0}\bigg(\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}\bigg)=m$, pour tout $a\in\mathbb{R}$.
La fonction $f$ définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=x^2$, est dérivable sur $\mathbb{R}$ et pour tout $x\in\mathbb{R}$ on a: $f'(x)=2x$.
Prenons un réel $a$ quelconque et montrons que $f$ est dérivable en $a$ et que $f'(a)=2a$.
Pour tout $h\not=0$ on a $\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=\dfrac{(a+h)^2-a^2}{h}$ $=\dfrac{a^2+2ah+h^2-a^2}{h}=\dfrac{h(2a+h)}{h}=2a+h$.
Quand la valeur de $h$ se rapproche de la valeur de $0$ alors la valeur de $2a+h$ se rapproche de la valeur $2a$.
On écrit: $\displaystyle\lim_{h\to 0}(2a+h)=2a$, donc nous avons pour tout $a\in\mathbb{R}$
$\displaystyle\lim_{h\to 0}\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=2a$.
Donc $f$ est dérivable en $a$ et ceci pour tout $a\in\mathbb{R}$, donc $f$ est dérivable sur $\mathbb{R}$.
La fonction $f:x\to x^3$ est dérivable sur $\mathbb{R}$ et pour tout $x\in\mathbb{R}$ on a: $f'(x)=3x^2$.
Prenons un réel $a$ quelconque et montrons que $f$ est dérivable en $a$ et que $f'(a)=3a^2$.
Pour tout $h\not=0$ on a $\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=\dfrac{(a+h)^3-a^3}{h}$ $=\dfrac{[a^3+3ah^2+3a^2h+h^3]-a^3}{h}=\dfrac{3ah^2+3a^2h+h^3}{h}$
$=\dfrac{h(3a^2+3ah+h^2)}{h}=3a^2+3ah+h^2$.
Quand la valeur de $h$ se rapproche de la valeur de $0$ alors la valeur de $3a^2+3ah+h^2$ se rapproche de la valeur $3a^2$.
On écrit: $\displaystyle\lim_{h\to 0}(3a^2+3ah+h^2)=3a^2$, donc nous avons pour tout $a\in\mathbb{R}$
$\displaystyle\lim_{h\to 0}\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=3a^2$.
Donc $f$ est dérivable en $a$ et ceci pour tout $a\in\mathbb{R}$, donc $f$ est dérivable sur $\mathbb{R}$.
Soit $n\in\mathbb{N}$, soit $f$ la fonction définie sur $\mathbb{R}$ par $f(x)=x^n$.
La fonction $f$ est dérivable sur $\mathbb{R}$ et pour tout $x\in\mathbb{R}$, on a: $f'(x)=nx^{n-1}$.
La fonction $f:x\to\dfrac{1}{x}$ est dérivable sur $\mathbb{R}-\{0\}$ et pour tout $x\in\mathbb{R}-\{0\}$ on a: $f^{'}(x)=\dfrac{-1}{x^2}$.
Prenons un réel $a\not=0$ quelconque et montrons que $f$ est dérivable en $a$ et que $f'(a)=-\dfrac{1}{a^2}$.
Pour tout $h\not=0$ tel que $a+h\not=0$, on a $\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=\dfrac{\dfrac{1}{a+h}-\dfrac{1}{a}}{h}$ $=\dfrac{\dfrac{a-(a+h)}{a(a+h)}}{h}$.
Donc $\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=\dfrac{\dfrac{-h}{a(a+h)}}{\dfrac{h}{1}}$ $=\dfrac{-h}{a(a+h)}\times\dfrac{1}{h}$ $=\dfrac{-1}{a(a+h)}$.
Quand la valeur de $h$ se rapproche de la valeur de $0$ alors la valeur de $\dfrac{-1}{a(a+h)}$ se rapproche de la valeur $-\dfrac{1}{a^2}$.
On écrit: $\displaystyle\lim_{h\to 0}(\dfrac{-1}{a(a+h)})=-\dfrac{1}{a^2}$, donc nous avons pour tout $a\in\mathbb{R}$
$\displaystyle\lim_{h\to 0}\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=-\dfrac{1}{a^2}$.
Donc $f$ est dérivable en $a\not=0$ , donc $f$ est dérivable sur $\mathbb{R}-\{0\}$.
La fonction $f:x\to\sqrt{x}$ est dérivable sur $]0;+\infty[$ et pour tout $x\in[0;+\infty[$ on a: $f^{'}(x)=\displaystyle\frac{1}{2\sqrt{x}}$.
Prenons un réel $a>0$ quelconque et montrons que $f$ est dérivable en $a$ et que $f'(a)=\dfrac{1}{2\sqrt{a}}$.
Pour tout $h>0$ tel que $a+h>0$, on a $\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=\dfrac{\sqrt{a+h}-\sqrt{a}}{h}$.
Puisque $h>0$ tel que $a+h>0$, le nombre $\sqrt{a+h}+\sqrt{a}>0$, donc n'est pas nul, on a donc l'égalité suivante:
$\dfrac{\sqrt{a+h}-\sqrt{a}}{h}=\dfrac{(\sqrt{a+h}-\sqrt{a})\times(\sqrt{a+h}+\sqrt{a})}{(\sqrt{a+h}+\sqrt{a})h}$
$=\dfrac{(\sqrt{a+h})^2-(\sqrt{a})^2}{(\sqrt{a+h}+\sqrt{a})h}$ $=\dfrac{a+h-a}{(\sqrt{a+h}+\sqrt{a})h}$ $=\dfrac{h}{(\sqrt{a+h}+\sqrt{a})h}=\dfrac{1}{(\sqrt{a+h}+\sqrt{a})}$.
Donc $\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=\dfrac{1}{(\sqrt{a+h}+\sqrt{a})}$.
Quand la valeur de $h$ se rapproche de la valeur de $0$ alors la valeur de $\dfrac{1}{(\sqrt{a+h}+\sqrt{a})}$ se rapproche de la valeur $\dfrac{1}{2\sqrt{a}}$.
On écrit: $\displaystyle\lim_{h\to 0}\dfrac{1}{(\sqrt{a+h}+\sqrt{a})}=\dfrac{1}{2\sqrt{a}}$, donc nous avons pour tout $a>0$.
$\displaystyle\lim_{h\to 0}\dfrac{f(a+h)-f(a)}{h}=\dfrac{1}{2\sqrt{a}}$.
Donc $f$ est dérivable en $a\not=0$ , donc $f$ est dérivable sur $\mathbb{R}-\{0\}$.
Soit $u$ et $v$ seux fonctions dérivables sur un intervalle $I$. Prenons un réel $a$ dans $I$, nous savons que:
Soit $u$ et $v$ seux fonctions dérivables sur un intervalle $I$. Alors la fonction $u+v$ et la fonction $u-v$ sont dérivables sur $I$:
Soit $u$ une fonction dérivable sur $I$ et soit $\alpha$ un réel. La fonction $f=\alpha\times u$ est dérivable sur $I$.
On $f'(x)=\alpha\times u'(x)$ pour tout $x\in I$.
Calculer $f'(x)$ pour chaque fonction $f$ définies sur $\mathbb{R}$ suivantes.
Soit $u$ et $v$ seux fonctions dérivables sur un intervalle $I$.
Soit $u$ et $v$ seux fonctions dérivables sur un intervalle $I$. Prenons un réel $a$ dans $I$, nous savons que:
Nous sommes tous d'accord pour dire que pour tout nombres réels a,b et c on a: $a-b=a-c+c-b=(a-c)+(c-b)$.
Dans notre cas qui nous intérresse, nous allons inventer un nombre c qui va nous rendre
service
On verra plus tard que si une fonction est dérivable elle est aussi continue. c'est plutôt une condition préalable. c'est à dire, nous avons $\displaystyle\lim_{x\to 0}v(a+h)=v(a)$.
Calculer $f'(x)$ pour chaque fonction $f$ suivantes:
Soit $u$ et $v$ seux fonctions dérivables sur un intervalle $I$. Prenons un réel $a$ dans $I$, nous savons que:
Quand $h$ tend vers zéro le nombre $\dfrac{1}{v(a+h)\times v(a)}$ se rapproche de $\dfrac{1}{[v(a)]^2}$.
On a donc:Soit $u$ et $v$ deux fonctions dérivables sur un intervalle $I$ et telle que pour tout $x\in I$ $v(x)\not=0$.
Alors la fonction $\dfrac{u}{v}$ est dérivable sur $I$ et on a:
$\Bigg(\dfrac{u}{v}\Bigg)^{'}(x)=\dfrac{u'(x)\times v(x)-u(x)\times v'(x)}{[v(x)]^2}$ pour tout $x\in I$.
Calculer $f'(x)$ pour chaque fonction $f$ suivantes.
Soit $u$ une fonction dérivable sur un intervalle $I$ et telle que pour tout $x\in I$ $u(x)\not=0$.
Alors la fonction $\dfrac{1}{u}$ est dérivable sur $I$ et on a:
$\Bigg(\dfrac{1}{u}\Bigg)^{'}(x)=-\dfrac{u'(x)}{u(x)^2}$ pour tout $x\in I.$
Soit $u$ une fonction dérivable sur un intervalle $I$ et telle que pour tout $x\in I$ $u(x)\not=0$.
Posons $f(x)=\dfrac{1}{u(x)}$, appliquons la formule de la dérivée d'un quotient de deux fonctions dérivables.