Met behulp van eenvoudige functies kun je gemakkelijk nagaan dat voor het product van twee functies geen voor de hand liggende regels gelden:
Als `f(x) = 3x` dan is `f'(x) = 3` .
Als `g(x) = x^2` dan is `g'(x) = 2x` .
De productfunctie van `f` en `g` is dan: `P(x) = f(x)*g(x) = 3x * x^2 = 3x^3` . De afgeleide daarvan is `P'(x) = 9x^2` en niet `P'(x) = f'(x)*g'(x) = 3*2x = 6x` , zoals je zou kunnen denken. Voor productfuncties geldt een speciale regel: de productregel.
Bekijk de figuur. Als lengte en breedte van een rechthoek functies van `x` zijn, is de oppervlakte `A(x)` zo'n productfunctie: `A(x) = f(x)*g(x)` .
De afgeleide van
`A(x)`
is volgens de definitie:
`A'(x) = lim_(h rarr 0) (A(x+h) - A(x))/(h)`
.
Als `x` toeneemt tot `x+h` dan is de toename van de oppervlakte:
`A(x+h) - A(x)=`
`=f(x)*(g(x+h) - g(x)) + g(x)*(f(x+h) - f(x))+`
`(f(x+h) - f(x))*(g(x+h) - g(x))`
Dus is
`(A(x+h) - A(x))/h = f(x)*(g(x+h) - g(x))/h + g(x)*(f(x+h) - f(x))/h +`
`(f(x+h) - f(x))*(g(x+h) - g(x))/h`
Neem je de limiet voor
`h rarr 0`
, dan krijg je:
`A'(x) = lim_(h → 0) (f(x)*(g(x+h) - g(x))/h + g(x)*(f(x+h) - f(x))/h + (f(x+h) - f(x))*(g(x+h)
- g(x))/h)=`
`= f(x)*lim_(h → 0) (g(x+h) - g(x))/h + g(x)*lim_(h → 0) (f(x+h) - f(x))/h + 0 = f(x)*g'(x)
+ g(x)*f'(x)`
.
Voor de gegeven functie `P(x) = f(x)*g(x) = 3x * x^2` betekent dit:
`P'(x) = f(x)*g'(x) + g(x)*f'(x) = 3x*2x + x^2*3 = 9x^2` .
Bekijk de
Leg aan de hand van de figuur de formule voor `A(x+h) - A(x)` uit.
Bij het berekenen van `A'(x) = lim_(h rarr 0) (A(x+h) - A(x))/(h)` wordt gesteld dat `lim_(h rarr 0) ((f(x+h) - f(x))*(g(x+h) - g(x))/h)=0` . Waarom is dat zo?
Welke formule geldt dus voor de afgeleide van `A(x) = f(x)*g(x)` ?
Neem
`A(x) = f(x)*g(x) = x^2 * x^3`
.
Bereken de afgeleide met de regel die je in de uitleg hebt gevonden en controleer
het antwoord door eerst de functie te herleiden.
De functie
`A(x) = x^2(x^3 - 4x)`
kun je opvatten als een productfunctie van
`f`
en
`g`
. Bij het differentiëren kun je de regel aan het einde van de
Bepaal de afgeleide van `A` met behulp van die regel.
Differentieer de functie ook door eerst de haakjes weg te werken.