Fonction x^α

FondamentalThéorème

α %alpha est un réel fixé.

La fonction f : x x α f nitalic : x toward x^%alpha est définie et dérivable sur ] 0 ; + [ left ] 0 nitalic ; +infinity right [ . Sa fonction dérivée est définie par :

f ' ( x ) = α x α 1 f'(x) = %alpha x^{%alpha-1}

En effet : on a : f ( x ) = e α ln x f(x) = e^{%alpha ln x} . f f est une fonction composée, de la forme e u ( x ) e^{u(x)} , dérivable sur son domaine de définition ] 0 ; + [ left ] 0 nitalic ; +infinity right [ .

Donc : f ' ( x ) = α x e α ln x f'(x) = size 10 {%alpha}over{x} e^{%alpha ln x}

Ce qui s'écrit :

f ' ( x ) = α x x α = α x α 1 f'(x) = {%alpha}over{x} x^%alpha = %alpha x^{%alpha - 1}

Exemple

La fonction f : x x 3 x f nitalic : x toward x^3 sqrt x est dérivable sur ] 0 ; + [ left ] 0 nitalic ; +infinity right [ .

On écrit f ( x ) = x 3 + 1 2 = x 7 2 f(x) = x^{3+ 1 over 2 } = x^{7 over 2} , f ' ( x ) = 7 2 x 7 2 1 = 7 2 x 5 2 = 7 2 x 2 x f'(x) = 7 over 2 x^{7 over 2 -1} = 7 over 2 x^{5 over 2} = 7 over 2 x^2 sqrt x

D'après le théorème sur la fonction dérivée d'une fonction composée, on peut écrire :

FondamentalThéorème

Soit u u une fonction dérivable et strictement positive sur un intervalle I I . La fonction f : x [ u ( x ) ] α f nitalic : x toward [u(x)]^%alpha est dérivable sur I I et :

f ' ( x ) = α u ' ( x ) [ u ( x ) ] α 1 f'(x) = %alpha u'(x)[u(x)]^{%alpha-1}

Exemple

La fonction f : x ( x 2 + 2 ) 3 f nitalic : x toward sqrt (x^2+2)^3 est dérivable sur setR .

On écrit f ( x ) = ( x 2 + 2 ) 3 2 f(x)=(x^2+2)^{3 over 2}

donc f ' ( x ) = 3 2 ( x 2 + 2 ) 3 2 1 × 2 x = 3 x ( x 2 + 2 ) 1 2 = 3 x x 2 + 2 f'(x)= 3 over 2 (x^2+2)^{3 over 2 -1} times 2 x = 3 x (x^2+2)^{1 over 2} = 3 x sqrt {x^2+2}