Derivada de $$$\frac{1}{u^{2} + 1}$$$
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Sua entrada
Encontre $$$\frac{d}{du} \left(\frac{1}{u^{2} + 1}\right)$$$.
Solução
A função $$$\frac{1}{u^{2} + 1}$$$ é a composição $$$f{\left(g{\left(u \right)} \right)}$$$ de duas funções $$$f{\left(v \right)} = \frac{1}{v}$$$ e $$$g{\left(u \right)} = u^{2} + 1$$$.
Aplique a regra da cadeia $$$\frac{d}{du} \left(f{\left(g{\left(u \right)} \right)}\right) = \frac{d}{dv} \left(f{\left(v \right)}\right) \frac{d}{du} \left(g{\left(u \right)}\right)$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(\frac{1}{u^{2} + 1}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{dv} \left(\frac{1}{v}\right) \frac{d}{du} \left(u^{2} + 1\right)\right)}$$Aplique a regra da potência $$$\frac{d}{dv} \left(v^{n}\right) = n v^{n - 1}$$$ com $$$n = -1$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dv} \left(\frac{1}{v}\right)\right)} \frac{d}{du} \left(u^{2} + 1\right) = {\color{red}\left(- \frac{1}{v^{2}}\right)} \frac{d}{du} \left(u^{2} + 1\right)$$Retorne à variável original:
$$- \frac{\frac{d}{du} \left(u^{2} + 1\right)}{{\color{red}\left(v\right)}^{2}} = - \frac{\frac{d}{du} \left(u^{2} + 1\right)}{{\color{red}\left(u^{2} + 1\right)}^{2}}$$A derivada de uma soma/diferença é a soma/diferença das derivadas:
$$- \frac{{\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(u^{2} + 1\right)\right)}}{\left(u^{2} + 1\right)^{2}} = - \frac{{\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(u^{2}\right) + \frac{d}{du} \left(1\right)\right)}}{\left(u^{2} + 1\right)^{2}}$$Aplique a regra da potência $$$\frac{d}{du} \left(u^{n}\right) = n u^{n - 1}$$$ com $$$n = 2$$$:
$$- \frac{{\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(u^{2}\right)\right)} + \frac{d}{du} \left(1\right)}{\left(u^{2} + 1\right)^{2}} = - \frac{{\color{red}\left(2 u\right)} + \frac{d}{du} \left(1\right)}{\left(u^{2} + 1\right)^{2}}$$A derivada de uma constante é $$$0$$$:
$$- \frac{2 u + {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(1\right)\right)}}{\left(u^{2} + 1\right)^{2}} = - \frac{2 u + {\color{red}\left(0\right)}}{\left(u^{2} + 1\right)^{2}}$$Logo, $$$\frac{d}{du} \left(\frac{1}{u^{2} + 1}\right) = - \frac{2 u}{\left(u^{2} + 1\right)^{2}}$$$.
Resposta
$$$\frac{d}{du} \left(\frac{1}{u^{2} + 1}\right) = - \frac{2 u}{\left(u^{2} + 1\right)^{2}}$$$A