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Mathématiques (spécialité) · PremièreÉpreuve anticipée de mathématiques

Opérations sur les dérivées : cours de Première

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Dérivée d'une somme : (u+v)′=u′+v′(u+v)'=u'+v' ; d'un multiple : (ku)′=ku′(ku)'=ku' (la dérivation est linéaire).
  • Dérivée d'un produit : (uv)′=u′v+uv′(uv)'=u'v+uv'. Ce n'est jamais u′v′u'v'.
  • Dérivée d'un quotient : (uv)′=u′v−uv′v2\left(\dfrac{u}{v}\right)'=\dfrac{u'v-uv'}{v^2}, là où vv ne s'annule pas.
  • Dérivée d'une puissance : (un)′=n u′ un−1(u^n)'=n\,u'\,u^{n-1} pour nn entier naturel.
  • Méthode : repérer l'opération extérieure de l'expression, nommer uu et vv, calculer u′u' et v′v', appliquer la règle, puis simplifier.

Pourquoi des règles de dérivation ?

Tu connais déjà le nombre dérivé : en un point d'abscisse x0x_0 où la fonction est dérivable, c'est le coefficient directeur de la tangente à la courbe en ce point 5. Tu sais aussi passer du nombre dérivé en un point à la fonction dérivée f′f', qui associe à chaque xx le nombre dérivé en xx 5. Enfin, tu connais quelques dérivées de fonctions de référence, par exemple celles de la fonction « carré » et de la fonction « inverse » 2.

Mais les fonctions que l'on rencontre dans les exercices sont rarement aussi simples. Prends f(x)=(3x+1)(x2−4)f(x)=(3x+1)(x^2-4) ou g(x)=2x+1x−3g(x)=\dfrac{2x+1}{x-3}. Pour dériver ces expressions avec la seule définition du nombre dérivé, il faudrait calculer un taux d'accroissement puis chercher sa limite, à chaque fois. C'est long et source d'erreurs.

Bonne nouvelle : on n'a pas besoin de refaire ce travail à chaque fois. Les dérivées de fonctions plus compliquées se calculent en combinant un petit nombre de règles algébriques, déduites de la définition, avec la table des dérivées usuelles 5. Ces règles correspondent aux opérations sur les fonctions : somme, multiplication par un réel, produit, inverse, quotient, puissance 4. Leurs démonstrations reposent sur les opérations sur les limites 4.

Les dérivées de base à connaître

Les règles d'opération ont besoin de dérivées de départ. Voici celles qui servent tout le temps. Elles viennent de la table des dérivées usuelles, qui permet de calculer f′f' quand ff est une fonction « simple » 5.

Somme et multiple d'une fonction : la linéarité

La première famille de règles est la plus simple. La dérivation est un opérateur linéaire : l'ensemble des fonctions dérivables est stable par somme et par multiplication par un réel, et les dérivées se calculent terme à terme 4.

Démonstration · Preuve pour la somme

Fixons a∈Ia\in I. Le taux d'accroissement de u+vu+v en aa vaut

(u+v)(a+h)−(u+v)(a)h=u(a+h)−u(a)h+v(a+h)−v(a)h.\frac{(u+v)(a+h)-(u+v)(a)}{h}=\frac{u(a+h)-u(a)}{h}+\frac{v(a+h)-v(a)}{h}.

Quand hh tend vers 00, chacun des deux termes tend vers un nombre fini, u′(a)u'(a) et v′(a)v'(a), car uu et vv sont dérivables en aa. La limite d'une somme est la somme des limites : le taux de u+vu+v tend vers u′(a)+v′(a)u'(a)+v'(a). Donc u+vu+v est dérivable en aa et (u+v)′(a)=u′(a)+v′(a)(u+v)'(a)=u'(a)+v'(a).

Le raisonnement est identique pour kuku : on met kk en facteur dans le taux d'accroissement, et la limite d'un produit par une constante est la constante multipliée par la limite.

Le produit de deux fonctions

Quand deux fonctions sont multipliées, la dérivée n'est pas le produit des dérivées. L'espace des fonctions dérivables est stable par multiplication, et la dérivation vérifie la règle du produit 4. Cette règle fait intervenir les deux fonctions et leurs deux dérivées.

Démonstration · Idée de la preuve

On écrit la variation de uvuv entre aa et a+ha+h en introduisant un terme qui s'annule :

u(a+h)v(a+h)−u(a)v(a)=u(a+h)[v(a+h)−v(a)]+v(a)[u(a+h)−u(a)].u(a+h)v(a+h)-u(a)v(a)=u(a+h)\big[v(a+h)-v(a)\big]+v(a)\big[u(a+h)-u(a)\big].

On divise par hh :

(uv)(a+h)−(uv)(a)h=u(a+h)×v(a+h)−v(a)h+v(a)×u(a+h)−u(a)h.\frac{(uv)(a+h)-(uv)(a)}{h}=u(a+h)\times\frac{v(a+h)-v(a)}{h}+v(a)\times\frac{u(a+h)-u(a)}{h}.

Quand hh tend vers 00, les deux fractions tendent vers v′(a)v'(a) et u′(a)u'(a). On admet que u(a+h)u(a+h) tend vers u(a)u(a) (une fonction dérivable en aa ne fait pas de saut en aa). La limite est donc u(a)v′(a)+v(a)u′(a)u(a)v'(a)+v(a)u'(a).

L'inverse et le quotient

Pour un quotient, on commence par l'inverse d'une fonction. Cette dernière règle, combinée à celle du produit, donne la dérivée d'un quotient 4. Tu retrouves donc ce que tu connais déjà : la dérivée de la fonction inverse de référence 2 est un cas particulier de la règle de l'inverse.

Démonstration · Du produit au quotient

On écrit uv=u×1v\dfrac uv=u\times\dfrac1v. Par la règle du produit :

(uv)′=u′×1v+u×(−v′v2)=u′vv2−uv′v2=u′v−uv′v2.\left(\frac uv\right)'=u'\times\frac1v+u\times\left(-\frac{v'}{v^2}\right)=\frac{u'v}{v^2}-\frac{uv'}{v^2}=\frac{u'v-uv'}{v^2}.

On a simplement mis les deux termes sur le même dénominateur v2v^2.

Les puissances d'une fonction

Il arrive qu'on élève à une puissance une expression qui n'est pas xx lui-même, comme (2x−1)3(2x-1)^3. Le programme de Première prévoit la dérivée de u2u^2, u3u^3, …, unu^n lorsque uu est une fonction dérivable et nn un entier naturel 2.

Démonstration · Pourquoi ce résultat

On raisonne pas à pas avec la règle du produit. Pour n=2n=2 : (u×u)′=u′u+uu′=2u′u(u\times u)'=u'u+uu'=2u'u, ce qui correspond à la formule. Pour n=3n=3 : u3=u2×uu^3=u^2\times u, donc (u3)′=2u′u×u+u2×u′=3u′u2(u^3)'=2u'u\times u+u^2\times u'=3u'u^2. On continue de la même manière : passer de unu^{n} à un+1=un×uu^{n+1}=u^n\times u donne nu′un−1×u+unu′=(n+1)u′unn u' u^{n-1}\times u+u^n u'=(n+1)u'u^{n}. Le même schéma se répète d'un rang au suivant, ce qui établit la formule pour tout entier nn. Cette relation permet bien de retrouver par récurrence la règle de dérivation des puissances 4.

Choisir la bonne règle : la méthode générale

Face à une expression, la difficulté n'est pas de connaître les règles, mais de savoir laquelle appliquer en premier. Le secret est de regarder l'opération la plus extérieure, celle qu'on effectuerait en dernier si on calculait la valeur de la fonction pour un xx donné.

Dériver une expression en quatre étapesQuatre étapes successives pour dériver une expression : repérer l'opération, nommer u et v, calculer u' et v', appliquer la règle puis simplifier.1RepérerTrouver l'opération la plus extérieure.2NommerPoser u(x) et v(x) clairement.3DériverCalculer u' et v' au brouillon.4AppliquerÉcrire la règle, remplacer, simplifier.
  1. RepérerTrouver l'opération la plus extérieure.
  2. NommerPoser u(x) et v(x) clairement.
  3. DériverCalculer u' et v' au brouillon.
  4. AppliquerÉcrire la règle, remplacer, simplifier.
Dériver une expression en quatre étapes · Méthode générale pour toute expression.
Récapitulatif des règles de dérivation
FonctionDérivée
u + vu' + v'
k × u (k réel)k × u'
u × vu'v + uv'
1 / v− v' / v²
u / v(u'v − uv') / v²
uⁿ (n entier naturel)n × u' × uⁿ⁻¹
Récapitulatif des règles de dérivation · u et v sont dérivables ; v ne s'annule pas pour l'inverse et le quotient.

Nombre dérivé, tangente et opérations

Calculer f′(x)f'(x) n'est pas une fin en soi. La dérivée sert d'abord à obtenir le nombre dérivé en un point, donc le coefficient directeur de la tangente 5. Le lien entre nombre dérivé et tangente fait partie des notions incontournables du chapitre 2.

Erreurs fréquentes et vérifications

Ces règles servent ensuite à étudier les variations d'une fonction : on calcule f′f', on étudie son signe, et on en déduit les extremums. Une dérivée mal calculée fausse tout ce qui suit. C'est pourquoi la vérification est un vrai réflexe à prendre dès maintenant.

Exercices corrigés

Exercice 1 Dériver un polynôme et calculer un nombre dérivé

★☆☆Environ 5 min

Soit f(x)=3x2+5x−4f(x)=3x^2+5x-4 définie sur R\mathbb R. Détermine f′(x)f'(x), puis calcule le nombre dérivé f′(2)f'(2).

Indice 1

Dérive chaque terme séparément.

Indice 2

La dérivée d'une constante est nulle.

Voir la correction pas à pas
  1. On applique la règle de la somme : (3x2)′=3×2x=6x(3x^2)'=3\times2x=6x, (5x)′=5(5x)'=5, (−4)′=0(-4)'=0.

  2. On obtient f′(x)=6x+5f'(x)=6x+5.

  3. On remplace xx par 22 : f′(2)=6×2+5=17f'(2)=6\times2+5=17.

Le nombre dérivé f′(2)f'(2) vaut 1717 : la tangente en x=2x=2 a pour coefficient directeur 1717.

Exercice 2 Un produit

★★☆Environ 8 min

Soit f(x)=(x2+1)(3x−2)f(x)=(x^2+1)(3x-2). Calcule f′(x)f'(x) avec la règle du produit, puis la valeur de f′(1)f'(1).

Indice 1

Pose u(x)=x2+1u(x)=x^2+1 et v(x)=3x−2v(x)=3x-2.

Indice 2

Écris u′v+uv′u'v+uv' avant de remplacer.

Voir la correction pas à pas
  1. On pose u(x)=x2+1u(x)=x^2+1, v(x)=3x−2v(x)=3x-2, donc u′(x)=2xu'(x)=2x et v′(x)=3v'(x)=3.

  2. On applique f′=u′v+uv′f'=u'v+uv' : f′(x)=2x(3x−2)+3(x2+1)f'(x)=2x(3x-2)+3(x^2+1).

  3. On développe : 6x2−4x+3x2+3=9x2−4x+36x^2-4x+3x^2+3=9x^2-4x+3.

  4. On calcule en 11 : f′(1)=9−4+3=8f'(1)=9-4+3=8.

On trouve f′(1)=8f'(1)=8. On peut le vérifier en développant ff avant de dériver.

Exercice 3 Un quotient et sa pente

★★☆Environ 10 min

Soit f(x)=2x+1x−3f(x)=\dfrac{2x+1}{x-3} définie sur ]3 ;+∞[]3\,;+\infty[. Calcule f′(x)f'(x), puis détermine la pente de la droite qui effleure la courbe de ff au point d'abscisse 55.

Indice 1

Pose u(x)=2x+1u(x)=2x+1 et v(x)=x−3v(x)=x-3.

Indice 2

Attention à l'ordre au numérateur : u′v−uv′u'v-uv'.

Voir la correction pas à pas
  1. On a u′(x)=2u'(x)=2 et v′(x)=1v'(x)=1.

  2. On applique la règle : f′(x)=2(x−3)−(2x+1)×1(x−3)2f'(x)=\dfrac{2(x-3)-(2x+1)\times1}{(x-3)^2}.

  3. On simplifie le numérateur : 2x−6−2x−1=−72x-6-2x-1=-7, donc f′(x)=−7(x−3)2f'(x)=\dfrac{-7}{(x-3)^2}.

  4. La pente cherchée est le nombre dérivé en 55 : f′(5)=−74=−1,75f'(5)=\dfrac{-7}{4}=-1{,}75.

La pente de cette droite vaut −1,75-1{,}75 : la courbe descend à cet endroit.

Exercice 4 Une puissance de fonction

★★★Environ 8 min

Soit f(x)=(2x−1)3f(x)=(2x-1)^3. Calcule f′(x)f'(x) avec la formule de unu^n, puis f′(2)f'(2).

Indice 1

Identifie u(x)u(x) puis u′(x)u'(x).

Indice 2

N'oublie pas le facteur u′u'.

Voir la correction pas à pas
  1. On pose u(x)=2x−1u(x)=2x-1, donc u′(x)=2u'(x)=2, avec n=3n=3.

  2. On applique (un)′=nu′un−1(u^n)'=nu'u^{n-1} : f′(x)=3×2×(2x−1)2=6(2x−1)2f'(x)=3\times2\times(2x-1)^2=6(2x-1)^2.

  3. On calcule en 22 : 2×2−1=32\times2-1=3, donc f′(2)=6×9=54f'(2)=6\times9=54.

On trouve f′(2)=54f'(2)=54. En développant (2x−1)3(2x-1)^3 puis en dérivant, on retrouve le même résultat.

Quiz

7 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Quelle est la dérivée de f(x)=x2×(x+1)f(x)=x^2\times(x+1) ?

  2. Quelle est la dérivée de g(x)=1x2+1g(x)=\dfrac{1}{x^2+1} ?

  3. La dérivée de u3u^3 est 3u23u^2.

  4. Pour quel quotient écrit-on correctement (uv)′\left(\dfrac uv\right)' ?

  5. Quelles égalités sont vraies pour des fonctions uu et vv dérivables et un réel kk ?

    Plusieurs réponses possibles.

  6. Soit f(x)=4x3−2xf(x)=4x^3-2x. Calcule f′(1)f'(1).

  7. La fonction f(x)=(5x+2)2f(x)=(5x+2)^2 a pour dérivée :

Les questions qu'on se pose

Comment savoir quelle règle utiliser en premier ?

Regarde l'opération la plus extérieure, celle qu'on ferait en dernier pour calculer la valeur. Si c'est un « + » ou un « − », c'est la somme. Si c'est une multiplication entre deux expressions contenant xx, c'est le produit. Si c'est une division, c'est le quotient. Si c'est une puissance d'une parenthèse, c'est unu^n.

Pourquoi la dérivée d'un produit n'est-elle pas le produit des dérivées ?

Parce que, quand xx varie un peu, les deux facteurs varient en même temps : chacun apporte sa propre variation, multipliée par l'autre facteur. D'où les deux termes u′vu'v et uv′uv'. Le test avec x×x=x2x\times x=x^2 le montre vite : la dérivée est 2x2x et non 11.

Faut-il toujours développer pour dériver un produit ?

Non. Pour deux polynômes simples, développer est possible et sert de vérification. Quand un facteur est une puissance élevée, ou quand on veut une dérivée factorisée pour étudier son signe, la règle du produit est plus efficace.

Que faire si le dénominateur peut s'annuler ?

La fonction n'est pas définie là où v(x)=0v(x)=0, donc elle n'est pas dérivable en ces points. On précise l'ensemble de définition avant de dériver, et on ne calcule la dérivée que sur les intervalles où vv ne s'annule pas.

Est-ce que ça tombe à l'examen ?

Le calcul de dérivées d'expressions composées est une compétence de base du programme de Première. Il sert dans la plupart des exercices d'étude de fonctions : tangente, signe de f′f', variations. Une dérivée juste est la condition pour réussir la suite de l'exercice.

Sources

  1. Introduire le nombre dérivée en classe de première, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Programme de mathématiques - Document ressources, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Ressources d'accompagnement - Dérivation et étude des fonctions, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
  4. Opérations sur les dérivées, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  5. Dérivée, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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