practicecalculus
Derivadas exponenciais e logarítmicas

Derivada de ln x: fórmula, demonstração e exemplos

A derivada de ln x é 1/x. Veja por quê, com a demonstração a partir de eʸ = x, a versão com a regra da cadeia para ln(u), o gráfico e exemplos como ln(2x).

Derivadas exponenciais e logarítmicas Atualizado 3 min de leitura

Visão geral

\frac{d}{dx}\,\ln x = \frac{1}{x}
Derivada
\dfrac{1}{x} para x > 0
Com a regra da cadeia
\dfrac{d}{dx}\ln u = \dfrac{u'}{u}
Forma com módulo
\dfrac{d}{dx}\ln\lvert x\rvert = \dfrac{1}{x} para x \ne 0
Domínio de ln x
x > 0
Versão para integrais
\int \frac{1}{x}\,dx = \ln\lvert x\rvert + C
Nesta página
  1. Gráfico de ln x e de sua derivada
  2. Demonstração de que a derivada de ln x é 1/x
  3. A versão com a regra da cadeia: derivada de ln(u)
  4. Exemplos resolvidos
  5. Erros comuns

A derivada de \ln x é \dfrac{1}{x}. É um dos resultados mais usados do cálculo, e preenche uma lacuna que a regra da potência deixa: nenhuma potência de x tem \frac{1}{x} como derivada, mas o logaritmo natural tem.

\frac{d}{dx}\,\ln x = \frac{1}{x}, \qquad x > 0

Gráfico de ln x e de sua derivada

Gráfico de y = ln x e de sua derivada y = 1/x
A inclinação de \ln x é grande perto de x = 0 e diminui à medida que x cresce. Em x = 1 a inclinação é exatamente 1, o que confere com \frac{1}{1} = 1.

Como \frac{1}{x} é sempre positiva para x > 0, o logaritmo natural é sempre crescente. E como \frac{1}{x} fica menor à medida que x cresce, \ln x sobe cada vez mais devagar, e é por isso que tem concavidade para baixo.

Demonstração de que a derivada de ln x é 1/x

Seja y = \ln x. Pela definição do logaritmo natural, isso significa

e^y = x

Derive os dois lados em relação a x, usando derivação implícita no lado esquerdo:

e^y \cdot \frac{dy}{dx} = 1 \quad\Longrightarrow\quad \frac{dy}{dx} = \frac{1}{e^y} = \frac{1}{x}

O último passo usa e^y = x de novo. A demonstração se apoia no fato de que a derivada de e^x é e^x, que você encontra na página da derivada de eˣ.

A versão com a regra da cadeia: derivada de ln(u)

A maioria dos logaritmos que você vai encontrar tem algo diferente de x dentro. Com a regra da cadeia:

\frac{d}{dx}\,\ln u = \frac{1}{u}\cdot u' = \frac{u'}{u}

Em palavras: a derivada da função de dentro, sobre a função de dentro.

Função Função de dentro u Derivada \frac{u'}{u}
\ln(2x) 2x \frac{2}{2x} = \frac{1}{x}
\ln(x^2 + 1) x^2 + 1 \frac{2x}{x^2 + 1}
\ln(\sin x) \sin x \frac{\cos x}{\sin x} = \cot x
\ln(e^x + 3) e^x + 3 \frac{e^x}{e^x + 3}
\ln(\ln x) \ln x \frac{1}{x\ln x}

Exemplos resolvidos

Exemplo 1: um produto. Derive f(x) = x^3 \ln x com a regra do produto:

f'(x) = 3x^2 \ln x + x^3 \cdot \frac{1}{x} = 3x^2\ln x + x^2

Exemplo 2: simplifique primeiro. Derive g(x) = \ln\!\left(\dfrac{x^4}{x + 1}\right). As propriedades dos logaritmos transformam o quociente em uma diferença:

g(x) = 4\ln x - \ln(x + 1) \quad\Longrightarrow\quad g'(x) = \frac{4}{x} - \frac{1}{x + 1}

Isso é muito mais rápido do que usar a regra do quociente dentro da regra da cadeia. Separar os logaritmos antes de derivar é a ideia por trás da derivação logarítmica.

Exemplo 3: uma reta tangente. A tangente a y = \ln x em x = e tem inclinação \frac{1}{e} e passa por (e, 1):

y - 1 = \frac{1}{e}(x - e) \quad\Longrightarrow\quad y = \frac{x}{e}

Essa reta passa pela origem.

Erros comuns

  1. Escrever \frac{1}{u} e parar. \frac{d}{dx}\ln(x^2 + 1) não é \frac{1}{x^2+1}. Multiplique pela derivada de dentro, 2x.
  2. Tratar \ln(x^2) e (\ln x)^2 como iguais. \frac{d}{dx}\ln(x^2) = \frac{2}{x}, mas \frac{d}{dx}(\ln x)^2 = \frac{2\ln x}{x}.
  3. Usar \frac{1}{x} para outras bases. \frac{d}{dx}\log_{10} x precisa do fator extra \frac{1}{\ln 10}. Veja a derivada de log x.
  4. Esquecer o domínio. \ln x só existe para x > 0. Para entradas negativas use \ln\lvert x\rvert, que tem a mesma derivada, \frac{1}{x}.

Para mais sobre logaritmos e exponenciais juntos, leia derivadas de funções exponenciais e logarítmicas, ou veja a página da função logaritmo natural.

Pratique agora

Exponenciais e logaritmos

Resolva problemas reais sobre este tópico com feedback instantâneo, dicas e uma resolução passo a passo para cada resposta. Grátis, sem cadastro para começar.

Praticar esta lição

Perguntas frequentes

Qual é a derivada de ln x?

A derivada de \ln x é \frac{1}{x}, para todo x > 0.

Qual é a derivada de ln(2x)?

É \frac{1}{x}. Pela regra da cadeia, \frac{d}{dx}\ln(2x) = \frac{2}{2x} = \frac{1}{x}. Você também pode ver isso por \ln(2x) = \ln 2 + \ln x, em que \ln 2 é uma constante.

Qual é a derivada de ln(x²)?

É \frac{2x}{x^2} = \frac{2}{x}. Você também pode reescrever primeiro \ln(x^2) = 2\ln x e obter \frac{2}{x} diretamente.

A derivada de ln x é a mesma que a de log x?

Só para o logaritmo natural. Para o logaritmo na base 10, \frac{d}{dx}\log_{10} x = \frac{1}{x\ln 10}. Em geral, \frac{d}{dx}\log_b x = \frac{1}{x\ln b}.

Escrito pela equipe do PracticeCalculus

Criamos lições interativas de cálculo e escrevemos cada página para ser clara e correta. Viu algo errado? Avise e nós corrigimos.