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Règles de dérivation

Dérivée du produit par une constante : formule et exemples

La dérivée de c·f(x) est c·f'(x). La formule du produit par une constante, des exemples corrigés, une démonstration rapide et les erreurs fréquentes.

Règles de dérivation Mis à jour Lecture : 3 min

En bref

\frac{d}{dx}\,[c\,f(x)] = c\,f'(x)
S'applique à
Une constante c multipliée par une fonction dérivable f quelconque
En mots
On garde la constante, on dérive la fonction
Inclut la division
Diviser par une constante k, c'est multiplier par \frac{1}{k}
Version intégrale
\int c\,f(x)\,dx = c \int f(x)\,dx
Règles liées
Règle de la puissance, dérivée d'une somme, règle du produit
Sur cette page
  1. La formule
  2. Exemples
  3. Reconnaître un facteur constant
  4. Pourquoi la règle fonctionne
  5. Linéarité
  6. Erreurs fréquentes

La règle du produit par une constante dit qu'un facteur constant peut sortir de la dérivée. Pour dériver c\,f(x), on garde le c et on dérive f. Avec la règle de la puissance et la dérivée d'une somme, elle permet de dériver n'importe quel polynôme de tête.

La formule

Si c est une constante et f est dérivable, alors

\frac{d}{dx}\,[c\,f(x)] = c\,f'(x)

Géométriquement, multiplier une fonction par c étire sa courbe verticalement d'un facteur c. Toutes les pentes sont elles aussi multipliées par c.

Courbes de y = x² et y = 3x² avec leurs tangentes en x = 1
En x = 1, la pente de x^2 vaut 2. Tripler la fonction triple la pente, qui passe à 6.

Exemples

Fonction Dérivée
5x^3 5 \cdot 3x^2 = 15x^2
-4\sin x -4\cos x
2e^x 2e^x
\frac{x^2}{7} \frac{2x}{7}
\pi x \pi
\frac{3}{x^2} = 3x^{-2} -6x^{-3} = -\frac{6}{x^3}

Exemple : une constante au dénominateur. La fonction \frac{1}{3x} a une variable au dénominateur, on la réécrit donc d'abord sous la forme \frac{1}{3}x^{-1} :

\frac{d}{dx}\,\frac{1}{3}x^{-1} = \frac{1}{3}\cdot(-1)x^{-2} = -\frac{1}{3x^2}

Exemple : avec la dérivée d'une somme. Chaque terme garde son coefficient :

\frac{d}{dx}\left(6x^4 - \frac{1}{2}x^2 + 3\cos x\right) = 24x^3 - x - 3\sin x

Reconnaître un facteur constant

Un facteur constant est un facteur qui ne change pas quand x varie. Cherchez-le aux endroits suivants :

  • Un nombre devant un terme, comme le 5 dans 5x^3 ou le -4 dans -4\sin x.
  • Un nombre au dénominateur, comme le 7 dans \frac{x^2}{7}. Diviser par 7 revient à multiplier par \frac{1}{7}.
  • Une constante nommée, comme \pi, e^2 ou \ln 3. Elles ressemblent à des fonctions ou à des puissances, mais elles ne contiennent aucun x : ce sont simplement des nombres.
  • Une lettre qui représente une valeur fixe, comme a, k ou m dans une formule de physique. Dans \frac{d}{dx}\,k x^2 = 2kx, le k est traité exactement comme un nombre.

Si le facteur contient x quelque part, ce n'est pas une constante, et il faut alors la règle du produit ou la règle du quotient.

Pourquoi la règle fonctionne

D'après la définition de la dérivée par une limite, la constante se factorise dans le taux d'accroissement, puis sort de la limite :

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

La deuxième étape utilise la règle du produit par une constante pour les limites, issue des opérations sur les limites.

Linéarité

La règle du produit par une constante et la dérivée d'une somme disent ensemble que la dérivation est linéaire :

\frac{d}{dx}\,[a\,f(x) + b\,g(x)] = a\,f'(x) + b\,g'(x)

pour toutes constantes a et b. L'intégration possède la même propriété, c'est pourquoi \int 5x^2\,dx = 5\int x^2\,dx.

Erreurs fréquentes

  1. Utiliser la règle du produit sans nécessité. Pour 7x^3, la règle du produit donne 0 \cdot x^3 + 7 \cdot 3x^2, ce qui est juste mais lent. Écrivez directement 21x^2.
  2. La confondre avec la dérivée d'une constante. \frac{d}{dx}\,8x = 8, et non 0. Seule une constante isolée devient 0.
  3. Sortir une constante de l'argument d'une fonction. \sin(3x) n'est pas 3\sin x. Une constante à l'intérieur de la fonction demande la règle de dérivation en chaîne : \frac{d}{dx}\sin(3x) = 3\cos(3x).
  4. Traiter une variable comme une constante. Dans x\,e^x, le x n'est pas une constante, il faut donc la règle du produit.

Pour vous entraîner à combiner ces règles, consultez le guide complet sur la règle de la puissance.

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Questions fréquentes

Que dit la règle du produit par une constante ?

Elle dit que \frac{d}{dx}[c\,f(x)] = c\,f'(x). Une constante qui multiplie une fonction reste devant, et on ne dérive que la fonction.

Quelle différence entre la dérivée d'une constante et la dérivée d'un produit par une constante ?

Une constante seule a pour dérivée 0. Une constante qui multiplie une fonction est conservée, donc \frac{d}{dx}\,5 = 0 mais \frac{d}{dx}\,5x = 5.

Peut-on utiliser la règle du produit à la place ?

Oui, on obtient le même résultat puisque la dérivée de la constante vaut 0, mais c'est du travail en plus. La règle du produit par une constante est le raccourci.

La règle fonctionne-t-elle avec une constante au dénominateur ?

Oui. \frac{f(x)}{k} vaut \frac{1}{k}f(x), donc sa dérivée est \frac{f'(x)}{k}. Une variable au dénominateur, c'est différent : il faut la règle de la puissance ou la règle du quotient.

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