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Puissances, racines et polynômes

Dérivée de √x : formule, démonstration et exemples

La dérivée de √x est 1/(2√x). Démonstrations par la puissance et la limite, version composée pour √u, le problème en x = 0 et exemples comme √(x² + 1).

Puissances, racines et polynômes Mis à jour Lecture : 2 min

En bref

\frac{d}{dx}\,\sqrt{x} = \frac{1}{2\sqrt{x}}
Dérivée
\dfrac{1}{2\sqrt{x}} pour x > 0
Sous forme de puissance
\dfrac{d}{dx}\,x^{1/2} = \tfrac{1}{2}x^{-1/2}
Forme composée
\dfrac{d}{dx}\sqrt{u} = \dfrac{u'}{2\sqrt{u}}
En x = 0
Non dérivable, la tangente est verticale
Version intégrale
\int \sqrt{x}\,dx = \frac{2}{3}x^{3/2} + C
Sur cette page
  1. Courbe de √x et de sa dérivée
  2. Démonstration par la règle de la puissance
  3. Démonstration par la définition avec une limite
  4. Pourquoi x = 0 pose problème
  5. La version composée : dérivée de √u
  6. Exemples corrigés
  7. Erreurs fréquentes

La dérivée de \sqrt{x} est \dfrac{1}{2\sqrt{x}}, pour tout x > 0. Les racines ne sont que des puissances fractionnaires, donc la règle de la puissance s'en charge.

\frac{d}{dx}\,\sqrt{x} = \frac{1}{2\sqrt{x}}

Courbe de √x et de sa dérivée

Courbe de y = √x et de sa dérivée y = 1/(2√x)
La racine carrée monte fortement près de 0 puis s'aplatit. Sa dérivée est grande près de 0 et diminue vers 0.

La dérivée est toujours positive, donc \sqrt{x} est toujours croissante. Mais elle croît de plus en plus lentement, et c'est pour cela que la courbe s'infléchit vers le bas.

Démonstration par la règle de la puissance

Écrivez la racine sous forme de puissance, \sqrt{x} = x^{1/2}, et appliquez la règle de la puissance :

\frac{d}{dx}\,x^{1/2} = \frac{1}{2}x^{1/2 - 1} = \frac{1}{2}x^{-1/2} = \frac{1}{2\sqrt{x}}

Démonstration par la définition avec une limite

f'(x) = \lim_{h \to 0}\frac{\sqrt{x + h} - \sqrt{x}}{h}

Prendre h = 0 donne \frac{0}{0}. On multiplie donc le numérateur et le dénominateur par la quantité conjuguée \sqrt{x + h} + \sqrt{x} :

\frac{(x + h) - x}{h\left(\sqrt{x + h} + \sqrt{x}\right)} = \frac{1}{\sqrt{x + h} + \sqrt{x}}

Quand h \to 0, on obtient \frac{1}{\sqrt{x} + \sqrt{x}} = \frac{1}{2\sqrt{x}}.

Pourquoi x = 0 pose problème

En x = 0, la formule ferait diviser par zéro. Le taux d'accroissement y vaut \frac{\sqrt{h}}{h} = \frac{1}{\sqrt{h}}, qui grandit sans limite quand h \to 0^+. La tangente à l'origine est verticale, donc \sqrt{x} n'est pas dérivable en 0.

La version composée : dérivée de √u

\frac{d}{dx}\,\sqrt{u} = \frac{1}{2\sqrt{u}}\cdot u' = \frac{u'}{2\sqrt{u}}
Fonction Intérieur u Dérivée
\sqrt{3x} 3x \frac{3}{2\sqrt{3x}}
\sqrt{x^2 + 1} x^2 + 1 \frac{x}{\sqrt{x^2 + 1}}
\sqrt{1 - x^2} 1 - x^2 \frac{-x}{\sqrt{1 - x^2}}
\sqrt{\sin x} \sin x \frac{\cos x}{2\sqrt{\sin x}}

Exemples corrigés

Exemple 1 : regrouper les puissances d'abord. Dérivons x\sqrt{x}. Comme x\sqrt{x} = x^{3/2} :

\frac{d}{dx}\,x^{3/2} = \frac{3}{2}x^{1/2} = \frac{3}{2}\sqrt{x}

Exemple 2 : un quotient. \frac{1}{\sqrt{x}} = x^{-1/2}, donc sa dérivée est -\frac{1}{2}x^{-3/2} = -\frac{1}{2x\sqrt{x}}.

Exemple 3 : une tangente. En x = 9, \sqrt{9} = 3 et la pente vaut \frac{1}{6}. La tangente est y = 3 + \frac{1}{6}(x - 9). Cette droite permet d'estimer \sqrt{10} \approx 3 + \frac{1}{6} \approx 3.167, une approximation affine classique. La valeur exacte est d'environ 3.162.

Erreurs fréquentes

  1. Oublier le 2. La réponse est \frac{1}{2\sqrt{x}}, et non \frac{1}{\sqrt{x}}.
  2. Diminuer l'exposant dans le mauvais sens. \frac{1}{2} - 1 = -\frac{1}{2}, et non -\frac{3}{2} ou \frac{3}{2}.
  3. Oublier u'. \frac{d}{dx}\sqrt{x^2 + 1} demande le facteur 2x au numérateur.
  4. Prendre x = 0. La formule n'a pas de valeur en 0. Dites que la dérivée n'existe pas en ce point plutôt que d'écrire \frac{1}{0}.

Le sens inverse est traité sur la page intégrale de √x. La page de la fonction racine carrée présente sa courbe et son domaine de définition.

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La règle de la puissance

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Questions fréquentes

Quelle est la dérivée de la racine carrée de x ?

C'est \frac{1}{2\sqrt{x}}. En écrivant \sqrt{x} = x^{1/2}, la règle de la puissance donne \frac{1}{2}x^{-1/2} = \frac{1}{2\sqrt{x}}.

La fonction √x est-elle dérivable en 0 ?

Non. La fonction est définie en 0, mais \frac{1}{2\sqrt{x}} tend vers l'infini quand x \to 0^+. La courbe y a une tangente verticale.

Quelle est la dérivée de 2√x ?

C'est 2 \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} = \frac{1}{\sqrt{x}}.

Quelle est la dérivée de √(2x) ?

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

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