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Exercícios de derivadas (com gabarito respondido e explicado)

William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática

As derivadas são um conceito fundamental no cálculo, permitindo analisar a taxa de variação de funções e fenômenos em diversas áreas da ciência.

Pratique os seus conhecimentos sobre o tema com as questões abaixo.

Questão 1

Considere a função f abre parênteses x fecha parênteses igual a x ao cubo menos 3 x mais 1. Qual é a equação da reta tangente ao gráfico de f no ponto onde x igual a 2?

a) y igual a 6 x menos 7

b) y igual a 9 x menos 15

c) y igual a 12 x menos 21

d) y igual a 3 x mais 1

Gabarito explicado

Primeiro calculamos a derivada da função:

f abre parênteses x fecha parênteses igual a x ao cubo menos 3 x mais 1f apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a 3 x ao quadrado menos 3

O ponto de tangência é abre parênteses 2 vírgula 3 fecha parênteses.

Calculando a derivada no ponto.

a igual a f apóstrofo abre parênteses 2 fecha parênteses igual a 3.2 ao quadrado menos 3 igual a 9

Usando a equação da reta.

y menos y com 0 subscrito igual a a abre parênteses x menos x com 0 subscrito fecha parêntesesy menos 3 igual a 9 abre parênteses x menos 2 fecha parêntesesy igual a 9 x menos 18 mais 3y igual a 9 x menos 15

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Questão 2

Dada a função g abre parênteses x fecha parênteses igual a tan abre parênteses x fecha parênteses, qual é a inclinação da reta normal ao gráfico de g no ponto x igual a reto pi sobre 4?

a) menos 2

b) menos 1 meio

c) 2

d) 1 meio

Gabarito explicado

A derivada de g é g apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a s e c ao quadrado abre parênteses x fecha parênteses.

Para x igual a reto pi sobre 4 aplicado na derivada da função obtemos a inclinação da reta tangente.

g apóstrofo abre parênteses reto pi sobre 4 fecha parênteses igual a s e c ao quadrado abre parênteses reto pi sobre 4 fecha parênteses igual a abre parênteses numerador 2 sobre denominador raiz quadrada de 2 fim da fração fecha parênteses ao quadrado igual a 2

E como a reta tangente e a reta normal são perpendiculares a inclinação da reta normal é o simétrico do inverso, ou seja, menos 1 meio.

Questão 3

Para a função h abre parênteses x fecha parênteses igual a e à potência de 2 x fim do exponencial, qual é a equação da reta tangente no ponto x igual a 0?

a) y igual a x mais 2

b) y igual a 2 x menos 1

c) y igual a 2 x mais 1

d) y igual a x menos 2

Gabarito explicado

A derivada da função é h apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a 2 e à potência de 2 x fim do exponencial, calculando a derivada no ponto abre parênteses 0 vírgula 1 fecha parênteses.

h apóstrofo abre parênteses 0 fecha parênteses igual a 2. e à potência de 2.0 fim do exponencial igual a 2. e à potência de 0 igual a 2

A reta tangente é dada por:

y menos y com 0 subscrito igual a a abre parênteses x menos x com 0 subscrito fecha parêntesesy menos 1 igual a 2. abre parênteses x menos 0 fecha parêntesesy igual a 2 x mais 1

Questão 4

Para a função f abre parênteses x fecha parênteses igual a ln abre parênteses x ao quadrado mais 1 fecha parênteses, qual é a equação da reta normal ao gráfico de f no ponto x igual a 1?

a) y igual a x menos 1 mais ln abre parênteses 2 fecha parênteses

b) y igual a menos x mais 1 mais ln abre parênteses 2 fecha parênteses

c) y igual a menos 2 x mais ln abre parênteses 2 fecha parênteses

d) y igual a 2 x menos ln abre parênteses 2 fecha parênteses

Gabarito explicado

Derivando a função f aplicando a derivada do logaritmo natural e a regra da cadeia obtemos:

f apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a numerador 1 sobre denominador x ao quadrado mais 1 fim da fração. abre parênteses x ao quadrado mais 1 fecha parênteses apóstrofof apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a numerador 1 sobre denominador x ao quadrado mais 1 fim da fração.2 xf apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a numerador 2 x sobre denominador x ao quadrado mais 1 fim da fração

Em x igual a 1 temos o ponto de tangência abre parênteses 1 vírgula ln abre parênteses 2 fecha parênteses fecha parênteses e a inclinação da reta tangente é dada por:

f apóstrofo abre parênteses 1 fecha parênteses igual a numerador 2.1 sobre denominador 1 ao quadrado mais 1 fim da fração igual a 2 sobre 2 igual a 1

Por outro lado, a inclinação da reta normal é o negativo do inverso, ou seja, menos 1.

Substituindo o coeficiente angular e o ponto na equação da reta temos:

y menos y com 0 subscrito igual a a abre parênteses x menos x com 0 subscrito fecha parêntesesy menos ln abre parênteses 2 fecha parênteses igual a abre parênteses menos 1 fecha parênteses. abre parênteses x menos 1 fecha parêntesesy igual a menos x mais 1 mais ln abre parênteses 2 fecha parênteses

Questão 5

Sejam f e g funções deriváveis com f abre parênteses x ao cubo fecha parênteses igual a abre parênteses f abre parênteses g abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses fecha parênteses à potência de tipográfico 1 terço fim do exponencial. Sabendo que f abre parênteses 1 fecha parênteses igual a 1, g abre parênteses 2 fecha parênteses igual a 1 e f apóstrofo abre parênteses 8 fecha parênteses igual a f apóstrofo abre parênteses 1 fecha parênteses igual a 3. O valor de g apóstrofo abre parênteses 2 fecha parênteses é:

a) 9

b) 12

c) 36

d) 54

Gabarito explicado

Derivando o primeiro membro encontramos:

f parêntese esquerdo x ao cubo parêntese direito seta dupla para a direita f apóstrofo abre parênteses x ao cubo fecha parênteses.3 x ao quadrado espaço espaço espaço espaço parêntese esquerdo I parêntese direito

Derivando o segundo membro obtemos:

abre parênteses f abre parênteses g abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses fecha parênteses à potência de 1 terço fim do exponencial seta dupla para a direita 1 terço sinal de multiplicação abre parênteses f abre parênteses g abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses fecha parênteses à potência de menos 2 sobre 3 fim do exponencial sinal de multiplicação f apóstrofo abre parênteses g abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses sinal de multiplicação g apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses espaço espaço espaço parêntese esquerdo I I parêntese direito

Igualando (I) e (II)

f apóstrofo abre parênteses x ao cubo fecha parênteses.3 x ao quadrado igual a 1 terço sinal de multiplicação abre parênteses f abre parênteses g abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses fecha parênteses à potência de menos 2 sobre 3 fim do exponencial sinal de multiplicação f apóstrofo abre parênteses g abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses sinal de multiplicação g apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses

Substituíndo o valor de x igual a 2

f apóstrofo abre parênteses 2 ao cubo fecha parênteses.3.2 ao quadrado igual a 1 terço sinal de multiplicação abre parênteses f abre parênteses g abre parênteses 2 fecha parênteses fecha parênteses fecha parênteses à potência de menos 2 sobre 3 fim do exponencial sinal de multiplicação f apóstrofo abre parênteses g abre parênteses 2 fecha parênteses fecha parênteses sinal de multiplicação g apóstrofo abre parênteses 2 fecha parêntesesf apóstrofo parêntese esquerdo 8 parêntese direito.3.4 igual a 1 terço sinal de multiplicação parêntese esquerdo f parêntese esquerdo 1 parêntese direito parêntese direito à potência de menos 2 sobre 3 fim do exponencial sinal de multiplicação f apóstrofo parêntese esquerdo 1 parêntese direito sinal de multiplicação g apóstrofo parêntese esquerdo 2 parêntese direito3.3.4 igual a 1 terço.1.3. g apóstrofo parêntese esquerdo 2 parêntese direitog apóstrofo parêntese esquerdo 2 parêntese direito igual a 36

Questão 6

Considere a função real dada por f abre parênteses x fecha parênteses igual a s e n abre parênteses ln abre parênteses x à potência de 4 fecha parênteses fecha parênteses, definida para x maior que 0. O valor da derivada de f no ponto x igual a e vale:

a) 4 · cos(ln e) / e

b) 4 · cos(4 ln e) / e

c) cos(ln 4) / e

d) 4cos(4) / e

Gabarito explicado

Podemos reescrever a função da seguinte forma f abre parênteses x fecha parênteses igual a s e n abre parênteses 4. ln abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses usando a propriedade do logaritmos de uma potência

Agora vamos derivar usando a regra da cadeia:

f parêntese esquerdo x parêntese direito igual a s e n abre parênteses 4. ln abre parênteses x fecha parênteses fecha parêntesesf apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a cos abre parênteses 4. ln abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses sinal de multiplicação abre parênteses 4. ln abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses apóstrofof apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a cos abre parênteses 4. ln abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses sinal de multiplicação 4 sobre xf apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a numerador 4. cos abre parênteses 4. ln abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses sobre denominador x fim da fração

Substituindo x igual a e

f apóstrofo abre parênteses x fecha parênteses igual a numerador 4. cos abre parênteses 4. ln abre parênteses x fecha parênteses fecha parênteses sobre denominador x fim da fraçãof apóstrofo abre parênteses e fecha parênteses igual a numerador 4. cos abre parênteses 4. ln abre parênteses e fecha parênteses fecha parênteses sobre denominador e fim da fraçãof apóstrofo abre parênteses e fecha parênteses igual a numerador 4. cos abre parênteses 4.1 fecha parênteses sobre denominador e fim da fraçãof apóstrofo abre parênteses e fecha parênteses igual a numerador 4. cos abre parênteses 4 fecha parênteses sobre denominador e fim da fração

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William Canellas
William Canellas
Professor de Matemática com 20 anos de experiência, licenciado pela Universidade Gama Filho (UGF) e mestre pelo IMPA. Autor de livros e artigos, é referência na preparação para concursos e no ensino de Matemática.