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Derivadas

Exercícios de regra do produto e do quociente, com respostas

12 exercícios de regra do produto e regra do quociente com respostas e resolução passo a passo, incluindo produto de três fatores e uma tabela de valores.

Derivadas Atualizado 4 min de leitura

Visão geral

(fg)' = f'g + fg', \qquad \left(\frac{f}{g}\right)' = \frac{f'g - fg'}{g^2}
Exercícios
12, com respostas e resolução completa
Nível
Cálculo 1 e AP Calculus AB, Unidade 2
Você precisa saber
A regra da potência e as derivadas de e^x, \ln x, \sin x e \cos x
Ideia principal
Produto: derivada da primeira vezes a segunda mais a primeira vezes a derivada da segunda. Quociente: derivada de cima vezes a de baixo menos a de cima vezes a derivada de baixo, sobre a de baixo ao quadrado
Pratique com novos números
Lição de regra do produto
Nesta página
  1. Exercícios
  2. Respostas
  3. Resolução passo a passo
  4. Erros comuns nestes exercícios
  5. Continue praticando

Estes exercícios de regra do produto e do quociente começam com produtos de dois fatores, passam para quocientes e terminam com um produto de três fatores, um produto dentro de um quociente e um exercício com tabela de valores. Tente resolver cada um primeiro. As respostas vêm logo depois da lista, seguidas das resoluções completas.

As duas regras:

(fg)' = f'g + fg' \qquad\qquad \left(\frac{f}{g}\right)' = \frac{f'g - fg'}{g^2}

Para revisar, veja as páginas da regra do produto e da regra do quociente, ou o guia das regras do produto e do quociente.

Exercícios

Regra do produto

  1. y = x^2 e^x
  2. y = (x^2 + 1)(3x - 2)
  3. y = \sqrt{x}\,\ln x
  4. y = e^x\cos x

Regra do quociente

  1. y = \dfrac{x}{x + 1}
  2. y = \dfrac{2x - 1}{x^2 + 3}
  3. y = \dfrac{\sin x}{x}
  4. y = \dfrac{\ln x}{x}
  5. y = \dfrac{e^x}{x^2}

Juntando as duas

  1. y = x\,e^x\sin x
  2. y = \dfrac{x^2 e^x}{x + 1}
  3. Dados f(2) = 3, f'(2) = -1, g(2) = 4 e g'(2) = 5, encontre (fg)'(2) e \left(\dfrac{f}{g}\right)'(2).

Respostas

Exercício Resposta
1 (x^2 + 2x)\,e^x
2 9x^2 - 4x + 3
3 \dfrac{\ln x + 2}{2\sqrt{x}}
4 e^x(\cos x - \sin x)
5 \dfrac{1}{(x + 1)^2}
6 \dfrac{-2x^2 + 2x + 6}{(x^2 + 3)^2}
7 \dfrac{x\cos x - \sin x}{x^2}
8 \dfrac{1 - \ln x}{x^2}
9 \dfrac{e^x(x - 2)}{x^3}
10 e^x(\sin x + x\sin x + x\cos x)
11 \dfrac{x e^x(x^2 + 2x + 2)}{(x + 1)^2}
12 (fg)'(2) = 11, \left(\frac{f}{g}\right)'(2) = -\dfrac{19}{16}

Resolução passo a passo

1. Seja f = x^2 e g = e^x, então f' = 2x e g' = e^x:

y' = 2x\cdot e^x + x^2\cdot e^x = (x^2 + 2x)\,e^x

2. Seja f = x^2 + 1 e g = 3x - 2:

y' = 2x(3x - 2) + (x^2 + 1)(3) = 6x^2 - 4x + 3x^2 + 3 = 9x^2 - 4x + 3

Você pode conferir desenvolvendo primeiro: y = 3x^3 - 2x^2 + 3x - 2 dá a mesma derivada.

3. Seja f = \sqrt{x} e g = \ln x, então f' = \frac{1}{2\sqrt{x}} e g' = \frac{1}{x}:

y' = \frac{\ln x}{2\sqrt{x}} + \frac{\sqrt{x}}{x} = \frac{\ln x}{2\sqrt{x}} + \frac{2}{2\sqrt{x}} = \frac{\ln x + 2}{2\sqrt{x}}

Aqui \frac{\sqrt{x}}{x} = \frac{1}{\sqrt{x}} = \frac{2}{2\sqrt{x}}.

4. A derivada de \cos x é -\sin x:

y' = e^x\cos x + e^x(-\sin x) = e^x(\cos x - \sin x)

5. Numerador x, denominador x + 1, e as duas derivadas valem 1:

y' = \frac{1\cdot(x + 1) - x\cdot 1}{(x + 1)^2} = \frac{1}{(x + 1)^2}

6. Derivada do numerador 2, derivada do denominador 2x:

y' = \frac{2(x^2 + 3) - (2x - 1)(2x)}{(x^2 + 3)^2} = \frac{2x^2 + 6 - 4x^2 + 2x}{(x^2 + 3)^2} = \frac{-2x^2 + 2x + 6}{(x^2 + 3)^2}

7. Derivada do numerador \cos x, derivada do denominador 1:

y' = \frac{x\cos x - \sin x\cdot 1}{x^2} = \frac{x\cos x - \sin x}{x^2}

8. Derivada do numerador \frac{1}{x}, derivada do denominador 1:

y' = \frac{\frac{1}{x}\cdot x - \ln x\cdot 1}{x^2} = \frac{1 - \ln x}{x^2}

9. Derivada do numerador e^x, derivada do denominador 2x:

y' = \frac{e^x x^2 - e^x\cdot 2x}{x^4} = \frac{x e^x(x - 2)}{x^4} = \frac{e^x(x - 2)}{x^3}

10. Três fatores, então três termos. Derive x, depois e^x, depois \sin x, um de cada vez:

y' = 1\cdot e^x\sin x + x\cdot e^x\sin x + x e^x\cdot\cos x = e^x(\sin x + x\sin x + x\cos x)

11. O numerador é um produto. Pelo exercício 1, sua derivada é (x^2 + 2x)e^x. Agora use a regra do quociente:

y' = \frac{(x^2 + 2x)e^x(x + 1) - x^2e^x\cdot 1}{(x + 1)^2}

Coloque e^x em evidência no numerador e desenvolva: (x^2 + 2x)(x + 1) - x^2 = x^3 + 2x^2 + 2x = x(x^2 + 2x + 2). Assim

y' = \frac{x e^x(x^2 + 2x + 2)}{(x + 1)^2}

12. Substitua os valores em cada regra:

(fg)'(2) = f'(2)g(2) + f(2)g'(2) = (-1)(4) + (3)(5) = 11
\left(\frac{f}{g}\right)'(2) = \frac{f'(2)g(2) - f(2)g'(2)}{g(2)^2} = \frac{(-1)(4) - (3)(5)}{16} = -\frac{19}{16}

Erros comuns nestes exercícios

  • Multiplicar as derivadas. (x^2e^x)' \ne 2x\cdot e^x. A regra do produto sempre dá dois termos.
  • Subtrair na ordem errada. No exercício 6, escrever (2x - 1)(2x) - 2(x^2 + 3) no numerador dá o valor certo em módulo, mas com o sinal trocado.
  • Esquecer de elevar o denominador ao quadrado. O denominador da regra do quociente é g^2, e não g.
  • Desenvolver quando fatorar é mais fácil. No exercício 9, coloque xe^x em evidência no numerador para poder cancelar um x.

Continue praticando

Estes 12 exercícios usam números fixos. Para praticar sem limites, com funções novas e correção imediata, faça a lição de regra do produto e a lição de regra do quociente. Quando os próprios fatores tiverem algo dentro, como x^2\sin(3x), siga para os exercícios de regra da cadeia.

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A regra do quociente

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Praticar esta lição

Perguntas frequentes

Quando usar a regra do produto e quando usar a regra do quociente?

Use a regra do produto quando duas funções estão multiplicadas, como x^2e^x, e a regra do quociente quando uma está dividida pela outra, como \frac{\sin x}{x}. Se o denominador for uma única potência de x, muitas vezes dá para reescrever e usar a regra da potência.

Como decorar a regra do quociente?

Repita: "a derivada da de cima vezes a de baixo, menos a de cima vezes a derivada da de baixo, tudo sobre a de baixo ao quadrado". A de baixo é o denominador g e a de cima é o numerador f: \frac{g f' - f g'}{g^2}.

Qual é a regra do produto para três funções?

(fgh)' = f'gh + fg'h + fgh'. Derive um fator de cada vez, mantenha os outros dois e some os três resultados. O exercício 10 abaixo usa essa regra.

Escrito pela equipe do PracticeCalculus

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