Nas videoaulas, você viu as primeiras regras de derivação (veja quadros abaixo com três possíveis escritas). Sejam u e v funções de x e c um número real.

Utilize essa tabela e a tabela da lista de exercícios 2.5 na resolução dos exercícios.

Determine a derivada das funções abaixo.

f )   f x = x 4 + 2 x x sin ⁡ x

Passo 1

Oi pessoal, tudo bem?

Essa questão parece complicada, mas vou ajudar você aqui! Bora lá?

O exercício nos deu essa função aqui

f x = x 4 + 2 x x sin ⁡ x

E pediu para encontrarmos a sua derivada! Mas com duas ajudas. A primeira é essa tabela aqui

Com várias regras de derivadas! Essa tabela serve para identificarmos quando nossa função pode ser escrita como um produto/quociente/soma/subtração de outras duas (ou mais) funções! Super útil!

E a segunda é a tabela do exercício 2.5, vou resgatar ela para você:

Então, uma fez identificado como nossa função pode ser reescrita, vamos identificar a derivada das principais funções com essa segunda tabela! E aí é só substituir tudo!

Mas relaxa! Vamos fazer passo a passo, juntinhos!

Passo 2

Nossa função é:

f x = x 4 + 2 x x sin ⁡ x

De cara vemos que é uma razão de duas funções! Então aqui vamos usar a Regra do Quociente

Ela está na quarta linha da primeira tabela, essa aqui:

f x = u v → f ' x = u ' v - v ' u v 2

Identificamos que

u = x 4 + 2 x

v = x sin ⁡ x

Ué, e esse v ? Não tem um produto de funções não?

v , vamos usar a regra do produto! Mas relaxa, essa regra está na terceira linha da primeira tabela, e é essa aqui:

f x = u v → f ' x = u ' v + v ' u

Tranquilo?

Passo 3

Agora vamos derivar u e v : como u é polinômio, vamos usar a primeira linha da segunda tabela

f x = x n → f ' x = n x n - 1

Aí temos

u = x 4 + 2 x → u ' = 4 x 3 + 2

v é um produto, então vamos usar a regra do produto

f ' x = u ' v + v ' u

Com u = x ,   v = sin ⁡ x , assim pela segunda tabela u ' = 1 e v ' = cos ⁡ x :

v = x sin ⁡ x → v ' = sin ⁡ x + x cos ⁡ x

Beleza?

Passo 4

Agora vamos substituir tudo na derivada do quociente!

Recapitulando nossa função:

f x = x 4 + 2 x x sin ⁡ x

E a regra do quociente

f ' x = u ' v - v ' u v 2

Do passo anterior:

u = x 4 + 2 x → u ' = 4 x 3 + 2

v = x sin ⁡ x → v ' = sin ⁡ x + x cos ⁡ x

Agora #partiu substituir:

f ' x = ( 4 x 3 + 2 ) x sin ⁡ x - ( sin ⁡ x + x cos ⁡ x ) ( x 4 + 2 x ) x sin ⁡ x 2

E taí nosso resultado!

Beleza?

Espero ter ajudado!

Resposta

f ' x = ( 4 x 3 + 2 ) x sin ⁡ x - ( sin ⁡ x + x cos ⁡ x ) ( x 4 + 2 x ) x sin ⁡ x 2

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