¿Por qué la derivada de e ^ x = e ^ x?

Muy buena pregunta! Aquí está mi forma favorita de mostrarlo.

Primero, cuando [math] b [/ math] es un número entero, defina [math] a ^ b: = \ underbrace {a \ cdot a \ cdots a} _ {b \ text {times}} [/ math]. Luego, deje que [math] m [/ math] sea un número entero.

Conocemos una definición de [matemáticas] e ^ x [/ matemáticas]:

[matemáticas] e ^ x = \ displaystyle \ lim_ {m \ to \ infty} \ left (1+ \ frac {x} {m} \ right) ^ m \ tag * {} [/ math]

Bueno, diferenciemos este límite:

[matemáticas] \ begin {align} \ displaystyle \ frac {\ mathrm {d}} {\ mathrm {d} x} \ lim_ {m \ to \ infty} \ left (1+ \ frac {x} {m} \ derecha) ^ m & = \ lim_ {m \ to \ infty} \ frac {\ mathrm {d}} {\ mathrm {d} x} \ left (\ left (1+ \ frac {x} {m} \ right ) ^ m \ right) \\ ~ \\ & = \ lim_ {m \ to \ infty} m \ left (1+ \ frac {x} {m} \ right) ^ {m-1} \ cdot \ frac { 1} {m} \\ ~ \\ & = \ lim_ {m \ to \ infty} \ left (1+ \ frac {x} {m} \ right) ^ {m-1} \\ ~ \\ & = \ lim_ {m \ to \ infty} \ frac {\ left (1+ \ frac {x} {m} \ right) ^ {m}} {\ left (1+ \ frac {x} {m} \ right) } \\ ~ \\ & = \ frac {\ lim \ limits_ {m \ to \ infty} \ left (1+ \ frac {x} {m} \ right) ^ {m}} {\ lim \ limits_ {m \ to \ infty} \ left (1+ \ frac {x} {m} \ right)} \\ ~ \\ & = e ^ x \ end {align} \ tag * {} [/ math]