Gymnasiet
Ma4
Kapitel 2.1.2

Kedjeregeln, produktregeln och kvotregeln

Kedjeregeln, produktregeln och kvotregeln deriverar sammansatta funktioner, produkter och kvoter med hjälp av derivatorna av delarna.

På den här sidan

Bakgrund

De flesta funktioner är byggda av enklare funktioner: en funktion inuti en annan, två funktioner multiplicerade eller en kvot. Kedjeregeln, produktregeln och kvotregeln gör att varje sådan funktion kan deriveras med hjälp av derivatorna av delarna.

Teori

Kedjeregeln

Om y=f(u)\displaystyle y=f(u) och u=g(x)\displaystyle u=g(x) gäller

y′=f′(g(x))⋅g′(x)ellerdydx=dydu⋅dudxy'=f'(g(x))\cdot\nobreak g'(x)\qquad\text{eller}\qquad\dfrac{dy}{dx}=\dfrac{dy}{du}\cdot\nobreak \dfrac{du}{dx}

Kort sagt: yttre derivatan, med den inre funktionen kvar, gånger inre derivatan.

Produktregeln

(f(x)g(x))′=f′(x)g(x)+f(x)g′(x)\big(f(x)g(x)\big)'=f'(x)g(x)+f(x)g'(x)

Kvotregeln

(f(x)g(x))′=f′(x)g(x)−f(x)g′(x)(g(x))2,g(x)≠0\left(\dfrac{f(x)}{g(x)}\right)'=\dfrac{f'(x)g(x)-\nobreak f(x)g'(x)}{\big(g(x)\big)^2},\quad\allowbreak g(x)\neq\nobreak 0

Kvotregeln kan härledas ur produktregeln och kedjeregeln genom att skriva kvoten som f(x)⋅(g(x))−1\displaystyle f(x)\cdot\big(g(x)\big)^{-1}.

Exempel och tillämpningar

Exempel 1: Kedjeregeln

Uppgift: Derivera f(x)=x2+9\displaystyle f(x)=\sqrt{x^2+9}.

Exempel 2: Produktregeln

Uppgift: Derivera g(x)=e2xcos⁡x\displaystyle g(x)=e^{2x}\cos x.

Exempel 3: Kvotregeln

Uppgift: Derivera h(x)=xx2+1\displaystyle h(x)=\dfrac{x}{x^2+1} och bestäm var tangenten är vågrät.

Exempel 4: Derivatan av tangens

Uppgift: Visa att Dtan⁡x=1cos⁡2x\displaystyle D\tan x=\dfrac{1}{\cos^2x}.

Interaktiva funktioner

Kontrollera derivatan numeriskt

Välj regel och punkt. Den exakta derivatan jämförs med en numerisk uppskattning.

Punkt: x=1\displaystyle x=1

f(x)=sin⁡(x2),f′(x)=2xcos⁡(x2)f(x)=\sin(x^2),\qquad\allowbreak f'(x)=2x\cos(x^2)f′(1)≈1,0806,f(x+h)−f(x−h)2h≈1,0806f'(1)\approx\nobreak 1{,}0806,\qquad\allowbreak \dfrac{f(x+\nobreak h)-\nobreak f(x-\nobreak h)}{2h}\approx\nobreak 1{,}0806
Funktionen och dess derivata
Lodrät axel: y
−2−1012−4−3−2−101234

Vågrät axel: x

Varje ruta motsvarar 1 på den vågräta axeln. På den lodräta axeln motsvarar en ruta 1.

  • Heldragen: f(x)=sin⁡(x2)\displaystyle f(x)=\sin(x^2)
  • Streckad: f′(x)=2xcos⁡(x2)\displaystyle f'(x)=2x\cos(x^2)

Markerade punkter (ungefär):

  • Derivatans värde: (1; 1,0806)

Vanliga misstag

  • Att glömma inre derivatan, till exempel att skriva Dsin⁡(x2)=cos⁡(x2)\displaystyle D\sin(x^2)=\cos(x^2).
  • Att derivera en produkt som f′g′\displaystyle f'g'.
  • Att byta ordning i kvotregelns täljare.
  • Att glömma kvadraten i kvotregelns nämnare.

Vanliga frågor

Tips för att bemästra deriveringsreglerna

Viktigt att tänka på

  • Skriv ut f\displaystyle f, g\displaystyle g, f′\displaystyle f' och g′\displaystyle g' innan du sätter in i en regel.
  • Bryt ut gemensamma faktorer i svaret.
  • Kontrollera med en numerisk derivata.

Testa dig själv: Kedje-, produkt- och kvotregeln1/3

Vad är derivatan av (3x+1)5\displaystyle (3x+1)^5?

Testa att du förstått

Träna uppgifter i derivata för Matematik 4. Du får facit och förklaring direkt.

Träna på det här

Aktivera JavaScript för att använda formulär och interaktiva verktyg. Sidans innehåll och länkar kan läsas utan JavaScript.