practicecalculus
Dérivées exponentielles et logarithmiques

Dérivée de ln(x²) et de (ln x)² : formules et exemples

La dérivée de ln(x²) est 2/x, alors que celle de (ln x)² est 2 ln x / x. Les deux démonstrations, une courbe et comment les distinguer.

Dérivées exponentielles et logarithmiques Mis à jour Lecture : 2 min

En bref

\frac{d}{dx}\,\ln(x^2) = \frac{2}{x}
Dérivée de ln(x²)
\dfrac{2}{x} pour x \ne 0
Dérivée de (ln x)²
\dfrac{2\ln x}{x} pour x > 0
Propriété clé du logarithme
\ln(x^2) = 2\ln\lvert x\rvert
Domaine de définition de ln(x²)
x \ne 0
Domaine de définition de (ln x)²
x > 0
Sur cette page
  1. Dérivée de ln(x²) : deux méthodes
  2. Dérivée de (ln x)²
  3. Courbe des deux fonctions
  4. Côte à côte
  5. Autres exemples
  6. Erreurs fréquentes

La dérivée de \ln(x^2) est \dfrac{2}{x}. Ne la confondez pas avec (\ln x)^2, dont la dérivée est \dfrac{2\ln x}{x}.

\frac{d}{dx}\,\ln(x^2) = \frac{2}{x} \qquad\qquad \frac{d}{dx}\,(\ln x)^2 = \frac{2\ln x}{x}

Dérivée de ln(x²) : deux méthodes

Avec la règle de dérivation en chaîne. L'intérieur est u = x^2, donc u' = 2x. En appliquant « dérivée de l'intérieur divisée par l'intérieur », tiré de la dérivée de ln x :

\frac{d}{dx}\ln(x^2) = \frac{2x}{x^2} = \frac{2}{x}

Avec une propriété du logarithme d'abord. La propriété des puissances fait descendre l'exposant : \ln(x^2) = 2\ln\lvert x\rvert. Comme \frac{d}{dx}\ln\lvert x\rvert = \frac{1}{x},

\frac{d}{dx}\,2\ln\lvert x\rvert = \frac{2}{x}

La valeur absolue compte, car x^2 > 0 même quand x < 0. Donc \ln(x^2) existe aussi pour x négatif, et la formule \frac{2}{x} est valable des deux côtés de 0.

Dérivée de (ln x)²

Ici, on calcule d'abord le logarithme, puis on l'élève au carré. La fonction extérieure est un carré, donc on utilise la règle de dérivation en chaîne avec la règle de la puissance à l'extérieur :

\frac{d}{dx}(\ln x)^2 = 2(\ln x)^1\cdot\frac{d}{dx}\ln x = \frac{2\ln x}{x}

On rencontre aussi (\ln x)^2 écrit \ln^2 x. En général, ce n'est jamais égal à \ln(x^2). En x = e : \ln(e^2) = 2, mais (\ln e)^2 = 1.

Courbe des deux fonctions

Courbe de y = ln(x²) et de y = (ln x)²
\ln(x^2) a deux branches, une de chaque côté de l'axe des ordonnées. (\ln x)^2 n'existe que pour x > 0, touche zéro en x = 1 et n'est jamais négative.

La courbe montre la différence de signe. \ln(x^2) monte pour x > 0 (sa pente \frac{2}{x} est positive) et descend pour x < 0. (\ln x)^2 a un minimum en x = 1, où sa dérivée \frac{2\ln x}{x} vaut 0.

Côte à côte

\ln(x^2) (\ln x)^2
Ce qui est élevé au carré l'entrée x la sortie \ln x
Domaine de définition x \ne 0 x > 0
Se simplifie en 2\ln\lvert x\rvert pas de forme plus simple
Dérivée \frac{2}{x} \frac{2\ln x}{x}
Valeur en x = e 2 1

Autres exemples

Exemple 1. \frac{d}{dx}\ln(x^3) = \frac{3x^2}{x^3} = \frac{3}{x}. En général, \frac{d}{dx}\ln(x^n) = \frac{n}{x}.

Exemple 2. \frac{d}{dx}\ln(x^2 + 1) = \frac{2x}{x^2 + 1}. Ici rien ne se simplifie, car l'intérieur n'est pas une simple puissance.

Exemple 3. \frac{d}{dx}(\ln x)^3 = \frac{3(\ln x)^2}{x}.

Exemple 4. \frac{d}{dx}\ln\!\left((x^2 + 1)^2\right) = 2\cdot\frac{2x}{x^2 + 1} = \frac{4x}{x^2 + 1}, en utilisant d'abord la propriété des puissances du logarithme.

Erreurs fréquentes

  1. Écrire \frac{1}{x^2}. Il faut multiplier par la dérivée intérieure 2x.
  2. Prendre \ln^2 x pour \ln(x^2). L'une élève la sortie au carré, l'autre l'entrée.
  3. Écrire \frac{2}{x} pour (\ln x)^2. Vous avez oublié le \ln x que laisse la règle de la puissance.

Pour vous entraîner davantage à la dérivation en chaîne avec des logarithmes, voir la dérivée de ln(2x), la dérivation logarithmique et les dérivées des fonctions exponentielles et logarithmes.

Entraîne-toi maintenant

Dérivation en chaîne : toute fonction

Résous de vrais problèmes sur ce thème avec une correction immédiate, des indices et une solution pas à pas pour chaque réponse. Gratuit, sans inscription pour commencer.

S'entraîner sur cette leçon

Questions fréquentes

Quelle est la dérivée de ln(x²) ?

La dérivée de \ln(x^2) est \frac{2x}{x^2} = \frac{2}{x}, pour tout x \ne 0.

Quelle est la dérivée de (ln x)² ?

Par la règle de dérivation en chaîne, 2\ln x\cdot\frac{1}{x} = \frac{2\ln x}{x}.

ln(x²) est-il égal à 2 ln x ?

Seulement pour x > 0. En général, \ln(x^2) = 2\ln\lvert x\rvert, car \ln(x^2) est aussi définie pour x négatif, contrairement à \ln x.

Quelle est la dérivée de ln(x² + 1) ?

C'est \frac{2x}{x^2 + 1}. Contrairement à \ln(x^2), cela ne se simplifie pas davantage.

Rédigé par l'équipe PracticeCalculus

Nous créons des leçons d'analyse interactives et rédigeons chaque page pour qu'elle soit claire et juste. Tu as repéré une erreur ? Dis-le-nous et nous la corrigerons.