Derivate: tabelul complet și regulile de derivare

Fără derivate nu există Subiectul al III-lea: monotonia, extremele, tangenta și convexitatea pornesc toate de la f′. Ai aici tabelul complet, regulile de calcul și exemple lucrate exact în stilul cerințelor de BAC.

Publicat pe 30 octombrie 2026 · 7 minute de citit

Ce este derivata

Derivata unei funcții f într-un punct a măsoară cât de repede se schimbă valorile funcției în jurul lui a. Formal, este limita raportului incremental:

f′(a) = limx→a (f(x) − f(a)) / (x − a)

Dacă limita există și este finită, spunem că f este derivabilă în a. Geometric, f′(a) este panta tangentei la grafic în punctul de abscisă a — de aici vine ecuația tangentei. Orice funcție derivabilă într-un punct este și continuă acolo, dar reciproca nu e adevărată (exemplul clasic: |x| în 0).

Derivatele sunt în programa de clasa a XI-a la toate cele trei programe și formează coloana vertebrală a primei probleme de la Subiectul al III-lea. Cerința a) de acolo este, de foarte multe ori, „Arătați că f′(x) = …” — 5 puncte pe care le iei doar dacă știi tabelul și regulile de mai jos fără ezitare.

Tabelul derivatelor funcțiilor elementare

În coloana a doua ai derivata funcției elementare, iar în a treia varianta pentru funcția compusă, unde u = u(x) este o funcție derivabilă. A treia coloană este cea pe care o folosești cel mai des.

FuncțiaDerivataFuncția compusă
c (constantă)0—
x1—
xⁿn·xⁿ⁻¹(uⁿ)′ = n·uⁿ⁻¹·u′
xr, r ∈ ℝ, x > 0r·xr−1(ur)′ = r·ur−1·u′
√x1/(2√x), x > 0(√u)′ = u′/(2√u)
1/x−1/x²(1/u)′ = −u′/u²
eˣeˣ(eᵘ)′ = eᵘ·u′
aˣaˣ·ln a(aᵘ)′ = aᵘ·ln a·u′
ln x1/x, x > 0(ln u)′ = u′/u
loga x1/(x·ln a)u′/(u·ln a)
sin xcos x(sin u)′ = cos u·u′
cos x−sin x(cos u)′ = −sin u·u′
tg x1/cos² xu′/cos² u
ctg x−1/sin² x−u′/sin² u
arcsin x1/√(1 − x²)u′/√(1 − u²)
arccos x−1/√(1 − x²)−u′/√(1 − u²)
arctg x1/(1 + x²)u′/(1 + u²)
arcctg x−1/(1 + x²)−u′/(1 + u²)

Funcțiile trigonometrice inverse apar mai ales la M1; verifică în programa ta dacă trebuie să le știi. Restul tabelului este comun tuturor programelor.

Regulile de derivare

(f + g)′ = f′ + g′ (f − g)′ = f′ − g′
(c·f)′ = c·f′
(f·g)′ = f′·g + f·g′
(f / g)′ = (f′·g − f·g′) / g², g ≠ 0
(f ∘ u)′(x) = f′(u(x))·u′(x)

Ultima regulă — derivata funcției compuse — este cea care generează coloana a treia din tabel. Ea se aplică „din exterior spre interior”: derivezi funcția exterioară, păstrând argumentul neschimbat, apoi înmulțești cu derivata argumentului.

Sfat: Înainte să aplici regula câtului, uită-te dacă nu poți simplifica sau rescrie. De exemplu, (x² + 3x)/x = x + 3 pentru x ≠ 0, iar derivata e 1, fără niciun cât. Sau 1/x³ = x⁻³, cu derivata −3x⁻⁴.

Exemple rezolvate

Exemplul 1 — produs și cât

a) f(x) = x² ln x, x > 0.
f′(x) = 2x·ln x + x²·(1/x) = 2x ln x + x = x(2 ln x + 1).

b) g(x) = (x² + 1)/(x − 1), x ≠ 1.
g′(x) = (2x(x − 1) − (x² + 1)·1)/(x − 1)² = (2x² − 2x − x² − 1)/(x − 1)² = (x² − 2x − 1)/(x − 1)².

Exemplul 2 — funcții compuse

a) f(x) = ex² − 3x. Cu u = x² − 3x: f′(x) = (2x − 3)·ex² − 3x.

b) f(x) = √(x² + 4). f′(x) = 2x/(2√(x² + 4)) = x/√(x² + 4).

c) f(x) = ln(x² + 1). f′(x) = 2x/(x² + 1).

Exemplul 3 — cerința a) tipică și derivata a doua

Se consideră f : (−1, +∞) → ℝ, f(x) = x − ln(x + 1). Arătați că f′(x) = x/(x + 1).

Rezolvare: f′(x) = 1 − 1/(x + 1) = (x + 1 − 1)/(x + 1) = x/(x + 1).

Derivata a doua este derivata derivatei: f″(x) = ((x + 1) − x)/(x + 1)² = 1/(x + 1)². Ea apare la studiul convexității.

Din f′(x) = x/(x + 1) se citește imediat semnul: negativ pe (−1, 0), pozitiv pe (0, +∞). Asta e baza cerinței b) despre monotonie și extreme.

Exemplul 4 — derivata a doua pentru o funcție compusă

Pentru f(x) = ln(x² + 1) am găsit f′(x) = 2x/(x² + 1). Atunci:

f″(x) = (2(x² + 1) − 2x·2x)/(x² + 1)² = (2 − 2x²)/(x² + 1)² = 2(1 − x)(1 + x)/(x² + 1)².

Exemplul 5 — compunere pe mai multe niveluri

f(x) = sin²(3x) are trei „straturi”: pătratul, sinusul și funcția 3x. Le derivezi din exterior spre interior:

f′(x) = 2 sin(3x) · cos(3x) · 3 = 6 sin 3x cos 3x = 3 sin 6x, unde la final am folosit 2 sin a cos a = sin 2a.

Similar, (e−x sin x)′ = −e−x sin x + e−x cos x = e−x(cos x − sin x) — aici ai combinat regula produsului cu cea a funcției compuse.

Limitele care sunt, de fapt, derivate

O cerință care apare des sub forma „Calculați limx→1 (f(x) − f(1))/(x − 1)” nu îți cere de fapt o limită nouă: după definiție, rezultatul este f′(1). Calculezi derivata cu regulile obișnuite și o evaluezi în punct.

Exemplul 6 — limita raportului incremental

Pentru f(x) = x² ln x, calculați limx→1 (f(x) − f(1))/(x − 1).

Rezolvare: limita este f′(1). Din Exemplul 1, f′(x) = x(2 ln x + 1), deci f′(1) = 1·(0 + 1) = 1.

Analog, pentru g(x) = ex² − 3x, limx→0 (g(x) − g(0))/x = g′(0) = (0 − 3)·e⁰ = −3.

Sfat: Recunoașterea acestei forme îți economisește timp: fără ea, ai ajunge la o nedeterminare 0/0 pe care ar trebui s-o rezolvi cu l'Hospital — adică tot cu derivata, dar cu mai mulți pași.

Derivabilitatea într-un punct de legătură

La funcțiile cu acoladă, regulile de mai sus funcționează pe fiecare ramură, dar în punctul de legătură trebuie să lucrezi cu definiția (sau cu derivatele laterale). Condiția:

f derivabilă în a ⇔ f continuă în a și f′s(a) = f′d(a) ∈ ℝ
Exemplul 7 — racordare derivabilă

Fie f(x) = x² pentru x ≤ 1 și f(x) = 2x − 1 pentru x > 1. Este f derivabilă în 1?

Continuitate: f(1) = 1, ld(1) = 2 − 1 = 1, deci f este continuă în 1.

Derivate laterale: la stânga, (x²)′ = 2x → 2; la dreapta, (2x − 1)′ = 2. Sunt egale, deci f′(1) = 2 și f este derivabilă în 1.

Contraexemplu: f(x) = |x| are în 0 derivata la stânga −1 și la dreapta 1. Graficul are acolo un „colț” — un punct unghiular.

Greșeli frecvente

Ca să fixezi tabelul, rescrie-l din memorie de câteva ori pe săptămână și verifică-l cu cel de aici. Pentru recapitularea tuturor formulelor de analiză, folosește fișa M1 sau fișa M2. Tabelul de derivate citit „invers” îți dă și tabelul de primitive.

Întrebări frecvente

Care este derivata lui ln(x² + 1)?

Folosești regula (ln u)′ = u′/u, cu u = x² + 1. Derivata este 2x/(x² + 1).

Cum derivez o funcție compusă?

Derivezi funcția exterioară păstrând argumentul neschimbat, apoi înmulțești cu derivata argumentului. De exemplu, (sin 3x)′ = cos 3x · 3 = 3 cos 3x.

Orice funcție continuă este derivabilă?

Nu. Funcția |x| este continuă în 0, dar derivata la stânga este −1 și cea la dreapta este 1, deci nu este derivabilă în 0. În schimb, orice funcție derivabilă într-un punct este continuă în acel punct.