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Potências, raízes e polinômios

Derivada de √x (raiz de x): fórmula, demonstração e exemplos

A derivada de √x é 1/(2√x). Veja as demonstrações pela regra da potência e por limite, a regra da cadeia para √u, por que x = 0 falha e exemplos.

Potências, raízes e polinômios Atualizado 2 min de leitura

Visão geral

\frac{d}{dx}\,\sqrt{x} = \frac{1}{2\sqrt{x}}
Derivada
\dfrac{1}{2\sqrt{x}} para x > 0
Como potência
\dfrac{d}{dx}\,x^{1/2} = \tfrac{1}{2}x^{-1/2}
Com a regra da cadeia
\dfrac{d}{dx}\sqrt{u} = \dfrac{u'}{2\sqrt{u}}
Em x = 0
Não é diferenciável, a tangente é vertical
Versão para integrais
\int \sqrt{x}\,dx = \frac{2}{3}x^{3/2} + C
Nesta página
  1. Gráfico de √x e de sua derivada
  2. Demonstração pela regra da potência
  3. Demonstração pela definição de limite
  4. Por que x = 0 é um problema
  5. A versão com a regra da cadeia: derivada de √u
  6. Exemplos resolvidos
  7. Erros comuns

A derivada de \sqrt{x} é \dfrac{1}{2\sqrt{x}}, para todo x > 0. Raízes são apenas potências fracionárias, então a regra da potência resolve.

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

Gráfico de √x e de sua derivada

Gráfico de y = √x e de sua derivada y = 1/(2√x)
A raiz quadrada sobe de forma acentuada perto de 0 e depois se achata. Sua derivada é grande perto de 0 e diminui em direção a 0.

A derivada é sempre positiva, então \sqrt{x} é sempre crescente. Mas ela cresce cada vez mais devagar, e é por isso que a curva se curva para baixo.

Demonstração pela regra da potência

Reescreva a raiz como potência, \sqrt{x} = x^{1/2}, e use a regra da potência:

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

Demonstração pela definição de limite

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

Substituir h = 0 dá \frac{0}{0}, então multiplique numerador e denominador pelo conjugado \sqrt{x + h} + \sqrt{x}:

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

Agora faça h \to 0 para obter \frac{1}{\sqrt{x} + \sqrt{x}} = \frac{1}{2\sqrt{x}}.

Por que x = 0 é um problema

Em x = 0 a fórmula dividiria por zero. O quociente de Newton ali é \frac{\sqrt{h}}{h} = \frac{1}{\sqrt{h}}, que cresce sem limite quando h \to 0^+. A reta tangente na origem é vertical, então \sqrt{x} não é diferenciável em 0.

A versão com a regra da cadeia: derivada de √u

\frac{d}{dx}\,\sqrt{u} = \frac{1}{2\sqrt{u}}\cdot u' = \frac{u'}{2\sqrt{u}}
Função Função de dentro u Derivada
\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}}

Exemplos resolvidos

Exemplo 1: junte as potências primeiro. Derive x\sqrt{x}. Como x\sqrt{x} = x^{3/2}:

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

Exemplo 2: um quociente. \frac{1}{\sqrt{x}} = x^{-1/2}, então sua derivada é -\frac{1}{2}x^{-3/2} = -\frac{1}{2x\sqrt{x}}.

Exemplo 3: uma reta tangente. Em x = 9, \sqrt{9} = 3 e a inclinação é \frac{1}{6}. A tangente é y = 3 + \frac{1}{6}(x - 9). Essa reta é a base para estimar \sqrt{10} \approx 3 + \frac{1}{6} \approx 3.167, uma aproximação linear clássica. O valor exato é cerca de 3.162.

Erros comuns

  1. Esquecer o 2. A resposta é \frac{1}{2\sqrt{x}}, não \frac{1}{\sqrt{x}}.
  2. Diminuir o expoente do jeito errado. \frac{1}{2} - 1 = -\frac{1}{2}, não -\frac{3}{2} nem \frac{3}{2}.
  3. Esquecer o u'. \frac{d}{dx}\sqrt{x^2 + 1} precisa do fator 2x no numerador.
  4. Substituir x = 0. A fórmula não tem valor em 0. Diga que a derivada não existe ali, em vez de escrever \frac{1}{0}.

O sentido inverso está na página da integral de √x. A página da função raiz quadrada mostra seu gráfico e domínio.

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A regra da potência

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Perguntas frequentes

Qual é a derivada da raiz quadrada de x?

É \frac{1}{2\sqrt{x}}. Escrevendo \sqrt{x} = x^{1/2}, a regra da potência dá \frac{1}{2}x^{-1/2} = \frac{1}{2\sqrt{x}}.

√x é diferenciável em 0?

Não. A função está definida em 0, mas \frac{1}{2\sqrt{x}} explode quando x \to 0^+. O gráfico tem tangente vertical ali.

Qual é a derivada de 2√x?

É 2 \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} = \frac{1}{\sqrt{x}}.

Qual é a derivada de √(2x)?

Pela regra da cadeia, \frac{2}{2\sqrt{2x}} = \frac{1}{\sqrt{2x}}.

Escrito pela equipe do PracticeCalculus

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