Παράγωγος της $$$\ln\left(-1 + \frac{1}{x}\right)$$$

Η συνάρτηση $$$\ln\left(-1 + \frac{1}{x}\right)$$$ είναι η σύνθεση $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ των δύο συναρτήσεων $$$f{\left(u \right)} = \ln\left(u\right)$$$ και $$$g{\left(x \right)} = -1 + \frac{1}{x}$$$.

Εφαρμόστε τον κανόνα της αλυσίδας $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$:

$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln\left(-1 + \frac{1}{x}\right)\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) \frac{d}{dx} \left(-1 + \frac{1}{x}\right)\right)}$$

Η παράγωγος του φυσικού λογαρίθμου είναι $$$\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right) = \frac{1}{u}$$$:

$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\ln\left(u\right)\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(-1 + \frac{1}{x}\right) = {\color{red}\left(\frac{1}{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(-1 + \frac{1}{x}\right)$$

Επιστροφή στην αρχική μεταβλητή:

$$\frac{\frac{d}{dx} \left(-1 + \frac{1}{x}\right)}{{\color{red}\left(u\right)}} = \frac{\frac{d}{dx} \left(-1 + \frac{1}{x}\right)}{{\color{red}\left(-1 + \frac{1}{x}\right)}}$$

Η παράγωγος του αθροίσματος/της διαφοράς είναι το άθροισμα/η διαφορά των παραγώγων:

$$\frac{{\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(-1 + \frac{1}{x}\right)\right)}}{-1 + \frac{1}{x}} = \frac{{\color{red}\left(- \frac{d}{dx} \left(1\right) + \frac{d}{dx} \left(\frac{1}{x}\right)\right)}}{-1 + \frac{1}{x}}$$

Εφαρμόστε τον κανόνα της δύναμης $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ με $$$n = -1$$$:

$$\frac{{\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\frac{1}{x}\right)\right)} - \frac{d}{dx} \left(1\right)}{-1 + \frac{1}{x}} = \frac{{\color{red}\left(- \frac{1}{x^{2}}\right)} - \frac{d}{dx} \left(1\right)}{-1 + \frac{1}{x}}$$

Η παράγωγος μιας σταθεράς είναι $$$0$$$:

$$\frac{- {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(1\right)\right)} - \frac{1}{x^{2}}}{-1 + \frac{1}{x}} = \frac{- {\color{red}\left(0\right)} - \frac{1}{x^{2}}}{-1 + \frac{1}{x}}$$

Απλοποιήστε:

$$- \frac{1}{x^{2} \left(-1 + \frac{1}{x}\right)} = \frac{1}{x \left(x - 1\right)}$$

Άρα, $$$\frac{d}{dx} \left(\ln\left(-1 + \frac{1}{x}\right)\right) = \frac{1}{x \left(x - 1\right)}$$$.