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Regras de derivação

Regra da soma e da diferença para derivadas: fórmula e exemplos

A regra da soma e da diferença: derive uma soma ou diferença termo a termo. A fórmula, exemplos resolvidos, uma demonstração e onde os alunos erram.

Regras de derivação Atualizado 3 min de leitura

Visão geral

\frac{d}{dx}\,[f(x) \pm g(x)] = f'(x) \pm g'(x)
Aplica-se a
Qualquer soma ou diferença de funções diferenciáveis, com qualquer número de termos
Em palavras
Derive termo a termo e mantenha os sinais de mais e de menos
Combinada com
A regra da constante multiplicativa, dando (af + bg)' = af' + bg'
Não se aplica a
Produtos e quocientes, que precisam das regras do produto e do quociente
Versão para integrais
\int [f(x) \pm g(x)]\,dx = \int f(x)\,dx \pm \int g(x)\,dx
Nesta página
  1. A fórmula da regra da soma e da diferença
  2. Exemplos
  3. Por que a regra da soma funciona
  4. O que a regra da soma não cobre
  5. Erros comuns

A regra da soma e da diferença diz que você pode derivar uma soma ou diferença um termo de cada vez. A derivada de f + g é f' + g', e a derivada de f - g é f' - g'. É a regra que torna os polinômios fáceis.

A fórmula da regra da soma e da diferença

Se f e g são diferenciáveis, então

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

A regra vale para qualquer número de termos. Combinada com a regra da constante multiplicativa, ela diz que a derivação é linear:

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

Exemplos

Exemplo 1: um polinômio. Use a regra da potência em cada termo e a regra da constante na constante:

\frac{d}{dx}\left(3x^2 - 5x + 8\right) = 6x - 5 + 0 = 6x - 5

Exemplo 2: tipos de função misturados. Cada termo usa sua própria regra:

\frac{d}{dx}\left(x^4 + \sin x - e^x\right) = 4x^3 + \cos x - e^x

Exemplo 3: uma diferença com logaritmo.

\frac{d}{dx}\left(2\ln x - \sqrt{x}\right) = \frac{2}{x} - \frac{1}{2\sqrt{x}}

Exemplo 4: separe a fração primeiro. Quando o denominador tem um único termo, divida cada termo do numerador por ele e depois use a regra da soma:

\frac{x^2 + 1}{x} = x + x^{-1} \quad\Rightarrow\quad \frac{d}{dx}\left(x + x^{-1}\right) = 1 - x^{-2} = 1 - \frac{1}{x^2}

Isso evita completamente a regra do quociente.

Gráfico de y = x³ − 3x e de sua derivada y = 3x² − 3
Derivar termo a termo dá 3x^2 - 3. Ela se anula em x = \pm 1, exatamente onde x^3 - 3x tem seus pontos de virada.

Por que a regra da soma funciona

Na definição de derivada por limite, reagrupe o quociente de diferenças em dois quocientes de diferenças:

\frac{[f(x+h) + g(x+h)] - [f(x) + g(x)]}{h} = \frac{f(x+h) - f(x)}{h} + \frac{g(x+h) - g(x)}{h}

Quando h \to 0, a propriedade da soma para limites (veja as propriedades dos limites) transforma o lado direito em f'(x) + g'(x). A regra da diferença é o mesmo argumento com sinal de menos.

O que a regra da soma não cobre

A regra da soma é tão natural que às vezes os alunos supõem que produtos e quocientes se comportam da mesma forma. Não se comportam:

Expressão Regra correta Derivada correta
x^2 + \sin x Regra da soma 2x + \cos x
x^2 \sin x Regra do produto 2x\sin x + x^2\cos x
\frac{x^2}{\sin x} Regra do quociente \frac{2x\sin x - x^2\cos x}{\sin^2 x}
\sin(x^2) Regra da cadeia 2x\cos(x^2)

Confira que a derivada de x^2 \sin x não é 2x\cos x: por exemplo, em x = \frac{\pi}{2} a derivada correta é \pi, enquanto 2x\cos x dá 0.

Erros comuns

  1. Perder um sinal de menos. Em \frac{d}{dx}(x^3 - \cos x), a derivada de \cos x é -\sin x, então a resposta é 3x^2 + \sin x. Acompanhe os dois sinais.
  2. Estender a regra para produtos. (fg)' \ne f'g'. Use a regra do produto.
  3. Separar uma fração com soma no denominador. \frac{1}{x + 1} \ne \frac{1}{x} + 1. Só dá para separar quando o denominador tem um único termo.

Para um conjunto completo de exemplos com polinômios e a regra da potência, leia o guia completo da regra da potência.

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Perguntas frequentes

O que é a regra da soma para derivadas?

A regra da soma diz que \frac{d}{dx}[f(x) + g(x)] = f'(x) + g'(x). Você deriva cada termo separadamente e soma os resultados.

A regra da soma funciona para mais de dois termos?

Sim. Aplique-a repetidamente e cada termo é derivado separadamente. É por isso que um polinômio pode ser derivado termo a termo.

A derivada de um produto é o produto das derivadas?

Não. A regra da soma não tem versão para produtos. A derivada de f(x)g(x) é f'g + fg' pela regra do produto.

Posso separar uma fração para usar a regra da soma?

Sim, quando o denominador tem um único termo. Por exemplo, \frac{x^3 + 2}{x} = x^2 + 2x^{-1}, cuja derivada é 2x - 2x^{-2}.

Escrito pela equipe do PracticeCalculus

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