CÁLCULO DIFERENCIAL Definição: Seja f (x) uma f. r. v. r., define-se derivada da função f no ponto de abcissa a e representa-se por f ′ (a) ao limite, f ( a + h) − f ( a ) h h →0 lim ou f ( x) − f (a ) . x−a x→a lim ′ existe, diz-se que f é derivável (diferenciável) em a ou que f Nota: Se f (a) tem derivada em a. Definição: Seja f ( x) uma f. r. v. r., define-se derivada à esquerda da função f no ponto de abcissa a e representa-se por f ′ (a - ) ao limite, f ( a + h) − f ( a ) h h →0 − lim ou f ( x) − f (a ) . − x − a x→a lim Definição: Seja f ( x) uma f. r. v. r., define-se derivada à direita da função f no ponto de abcissa a e representa-se por f ′ (a + ) ao limite, f ( a + h) − f ( a ) h h →0 + lim ou f ( x) − f (a ) . x−a x→a + lim Teorema: Diz-se que uma função tem derivada no ponto a sse existem e são iguais as derivadas laterais nesse ponto. O valor comum dessa derivadas é a derivada da função no ponto. Exemplo: Calcule, se possível, as seguintes derivadas, no ponto de abcissa a=0: a) f ( x) = sen( x) ; b) f ( x) = 3 x ; c) f ( x) = 3 x 2 . Definição: Uma f. r. v. r. diz-se diferenciável num intervalo ]b, c[ sse é diferenciável em todos os pontos do intervalo. Definição: Uma f. r. v. r. diz-se diferenciável num intervalo [b, c] sse é diferenciável em todos os pontos do intervalo aberto e diferenciável à direita de b e à esquerda de c. Definição: Uma f. r. v. r. diz-se diferenciável sse é diferenciável em todos os pontos do seu domínio Definição: Seja f ( x) uma f. r. v. r., define-se função derivada de f(x) e representa-se por f ′ (x) , à função de x, definida por todos os pontos onde existe derivada finita, tal que f ( x + h) − f ( x ) h h →0 f ′( x) = lim ou f ( x) − f ( x0 ) . x − x x → x0 0 f ′( x) = lim Exemplo: Para as seguintes f. r. v. r., calcule a respectiva função derivada. a) f ( x) = x n ; b) f ( x) = sen( x) ; c) f ( x) = e x . Teorema: Toda a função que admite derivada finita num ponto é contínua nesse ponto. Exemplo: Seja f ( x) = x − 1 . Averigúe a existência de continuidade e diferenciabilidade desta função no ponto de abcissa a=1. OBSERVAÇÃO: O recíproco deste teorema é FALSO REGRAS DE DERIVAÇÃO Teorema: Sejam f ( x ) e g ( x) duas f. r. v. r. que admitem derivada no respectivo domínio então: 1. [ f ( x) ± g ( x)]′ = f ′( x) ± g ′( x) ; 2. [ f ( x) ⋅ g ( x)]′ = f ′( x) ⋅ g ( x) + g ′( x) ⋅ f ( x) ; ′ f ( x) f ′( x) ⋅ g ( x) − g ′( x) ⋅ f ( x) 3. . = 2 ( ) g x [g ( x ) ] Teorema: Sejam f ( x ) e g ( x) duas f. r. v. r. deriváveis no respectivo domínio. A derivada da função composta h( x) = ( f g )( x) é dada por: h′( x) = f ′( g ( x) )g ′( x) . Teorema: Se f ( x ) tiver derivada no seu domínio, então ([ f ( x)]n )′ = n[ f ( x)]n −1 f ′( x) , n racional. Teorema: Se f ( x ) for uma f. r. v. r. invertível, com derivada finita e não nula no seu domínio, então a sua inversa é também diferenciável com derivada dada por: [ f −1( y)]′= f ′1( x) , com y = f ( x) .