Derivasjonsregler for polynomer

Du slipper å regne grenser hver gang – det finnes faste regler. Hovedregelen er potensregelen: deriverer du xnx^n, blir det nxn1n \cdot x^{n-1}. Du multipliserer altså ned eksponenten og trekker én fra den. En konstant deriveres til 00, og ledd deriveres hver for seg.

Potensregelen

(xn)=nxn1(x^n)' = n \cdot x^{n-1}

Konstant og sum

(k)=0,(f+g)=f+g(k)' = 0, \quad (f + g)' = f' + g'

Tips

  • Husk at xx er det samme som x1x^1, så (x)=1x0=1(x)' = 1 \cdot x^0 = 1. Og en konstant har ingen xx i det hele tatt, så den deriveres til 00.
  • Deriver ledd for ledd. 3x2+5x73x^2 + 5x - 7 blir 6x+50=6x+56x + 5 - 0 = 6x + 5.

Eksempel: Derivere et polynom

Deriver f(x)=3x2+5x7f(x) = 3x^2 + 5x - 7, og finn f(2)f'(2).

Derivasjon ledd for ledd
LeddRegelDerivert
3x²n * x^(n-1)6x
5xx deriveres til 15
-7konstant0
Sum6x + 5
Løsning:
  1. Vi deriverer ledd for ledd. Første ledd: 3x23x^2 gir 32x1=6x3 \cdot 2 \cdot x^1 = 6x
  2. andre ledd: 5x5x gir 51=55 \cdot 1 = 5
  3. tredje ledd: 7-7 er en konstant og gir 00
  4. sett sammen: f(x)=6x+5f'(x) = 6x + 5
  5. sett inn x=2x = 2: f(2)=62+5=17f'(2) = 6 \cdot 2 + 5 = 17. Svaret er f(x)=6x+5f'(x) = 6x + 5 og f(2)=17f'(2) = 17.
Alternativ forklaring/metode: Sjekk fortegnet til f'(x) mot grafen

Alternativ metode – innenfor pensum, men ikke hovedmetoden her

Kontroll mot grafen

Har du derivert riktig, må fortegnet til f(x)f'(x) stemme med grafen: der grafen stiger skal f(x)>0f'(x) > 0, der den synker skal f(x)<0f'(x) < 0, og i topp-/bunnpunktet skal f(x)=0f'(x) = 0. For f(x)=3x2+5x7f(x) = 3x^2 + 5x - 7 gir f(x)=6x+5f'(x) = 6x + 5 null i x=56x = -\frac{5}{6} – og det er nettopp der parabelen har bunnpunktet. Stemmer ikke dette, er det en regnefeil i derivasjonen.

xy-4-3-2-1123-1010203040(-0.83, -9.08)
f(x) = 3x² + 5x - 7, bunnpunkt der f'(x) = 0
Alternativ forklaring/metode: Deriver én gang til for å avgjøre type

Alternativ metode – innenfor pensum, men ikke hovedmetoden her

Andrederiverttesten

Deriverer du f(x)f'(x) én gang til, får du f(x)f''(x) – den dobbelt deriverte. Er f(x)>0f''(x) > 0 i et punkt der f(x)=0f'(x) = 0, er punktet et BUNNPUNKT (grafen krummer oppover); er f(x)<0f''(x) < 0, er det et TOPPUNKT. For f(x)=3x2+5x7f(x) = 3x^2 + 5x - 7 er f(x)=6x+5f'(x) = 6x + 5, og deriverer du én gang til: f(x)=6f''(x) = 6. Siden f(x)=6>0f''(x) = 6 > 0 for ALLE xx, er punktet der f(x)=0f'(x) = 0 (altså x=56x = -\frac{5}{6}) garantert et bunnpunkt – uten å sette opp et fullt fortegnsskjema.

Andrederiverttesten på f(x) = 3x² + 5x - 7
StegUttrykk
Første derivertef(x)=6x+5f'(x)=6x+5
Andre derivertef(x)=6f''(x)=6
Fortegn på f''(x)positivt (konstant 6)
Konklusjonbunnpunkt
Alternativ forklaring/metode: Skriv tangentlikningen direkte

Alternativ metode – innenfor pensum, men ikke hovedmetoden her

Tangentlikning via ettpunktsformelen

Kjenner du både f(x0)f(x_0) og f(x0)f'(x_0) i et punkt, kan du skrive likningen for TANGENTEN med ettpunktsformelen fra rette linjer: yf(x0)=f(x0)(xx0)y - f(x_0) = f'(x_0)(x - x_0). For f(x)=3x2+5x7f(x) = 3x^2 + 5x - 7 i x0=2x_0 = 2: f(2)=34+107=15f(2) = 3 \cdot 4 + 10 - 7 = 15, og f(2)=17f'(2) = 17 (regnet ut i hovedeksempelet) → sett inn: y15=17(x2)y - 15 = 17(x - 2) → gang ut og løs for yy: y=17x34+15=17x19y = 17x - 34 + 15 = 17x - 19. Dette er den samme ettpunktsformelen du bruker for rette linjer, bare med stigningstallet hentet fra den deriverte i stedet for oppgitt direkte.

Tangentlikning i x = 2 for f(x) = 3x² + 5x - 7
StegUttrykk
f(2)34+107=153 \cdot 4+10-7=15
f'(2)1717
Ettpunktsformeleny15=17(x2)y-15=17(x-2)
Løs for yy=17x19y=17x-19

Oppgaver

Prøv minst én oppgave på hvert nivå.

Lett(3)

L-31Deriver f(x)=x2f(x) = x^2.

Vis fasit
BeregningResultat
f(x)x opphøyd i 2
potensregelen: 2 gange x opphøyd i 1
2x
  1. f(x) = x opphøyd i 2
  2. potensregelen: 2 gange x opphøyd i 1
  3. 2x

L-32Deriver f(x)=x3f(x) = x^3.

Vis fasit
BeregningResultat
f(x)x opphøyd i 3
3 gange x opphøyd i 2
3x²
  1. f(x) = x opphøyd i 3
  2. 3 gange x opphøyd i 2
  3. 3x²

L-33Deriver f(x)=5f(x) = 5.

Vis fasit
BeregningResultat
f(x)5 er en konstant
0
  1. f(x) = 5 er en konstant
  2. 0
Middels(3)

M-31Deriver f(x)=4xf(x) = 4x.

Vis fasit
BeregningResultat
f(x)4x
x deriveres til 1
4 gange 14
  1. f(x) = 4x
  2. x deriveres til 1
  3. 4 gange 1 = 4

M-32Deriver f(x)=x2+3xf(x) = x^2 + 3x.

Vis fasit
BeregningResultat
f(x)x² + 3x
ledd for ledd: 2x og 3
2x + 3
  1. f(x) = x² + 3x
  2. ledd for ledd: 2x og 3
  3. 2x + 3

M-33For f(x)=x2f(x) = x^2, finn f(3)f'(3).

Vis fasit
BeregningResultat
f(x)x opphøyd i 2
f'(x)2x
f'(3) = 2 gange 36
  1. f(x) = x opphøyd i 2
  2. f'(x) = 2x
  3. f'(3) = 2 gange 3 = 6
Vanskelig(3)

V-31Deriver f(x)=2x34x+1f(x) = 2x^3 - 4x + 1.

Vis fasit
BeregningResultat
f(x)2x³ - 4x + 1
2 gange 3 gir 6x², -4x gir -4, konstanten 1 gir 0
6x² - 4
  1. f(x) = 2x³ - 4x + 1
  2. 2 gange 3 gir 6x², -4x gir -4, konstanten 1 gir 0
  3. 6x² - 4

V-32For hvilken xx er f(x)=0f'(x) = 0 når f(x)=x26xf(x) = x^2 - 6x?

Vis fasit
BeregningResultat
f(x)x² - 6x
f'(x)2x - 6
2x - 60
x = 3, altså bunnpunktet
  1. f(x) = x² - 6x
  2. f'(x) = 2x - 6
  3. 2x - 6 = 0
  4. x = 3, altså bunnpunktet

V-33For f(x)=x24xf(x) = x^2 - 4x, hvor har grafen bunnpunkt?

Vis fasit
BeregningResultat
f(x)x² - 4x
f'(x)2x - 4
sett lik 0
x = 2
  1. f(x) = x² - 4x
  2. f'(x) = 2x - 4
  3. sett lik 0
  4. x = 2