Man kan bevisa formeln med utgångspunkt i :
D(f(x))=h→0limhf(x+h)−f(x).
För funktionen
f(x)⋅g(x), där
f(x) och
g(x) är funktioner, får man
D(f(x)⋅g(x))=h→0limhf(x+h)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x).
Hur skriver man om detta som summan i produktregeln? Till att börja med lägger man till och drar bort
f(x)⋅g(x+h) i täljaren. Då kommer man nämligen kunna av två gränsvärden, vilket är ett steg närmare målet.
h→0limhf(x+h)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x)
h→0limhf(x+h)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x)+f(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x+h)
h→0limhf(x+h)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x+h)+f(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x)
h→0lim(hf(x+h)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x+h)+hf(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x))
h→0limhf(x+h)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x+h)+h→0limhf(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x)
Det första av dessa gränsvärden kan man nu skriva om och . Dessa kommer att motsvara första delen av produktregeln:
f′(x)⋅g(x). h→0limhf(x+h)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x+h)+h→0limhf(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x)
h→0limh(f(x+h)−f(x))⋅g(x+h)+h→0limhf(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x)
h→0lim(hf(x+h)−f(x)⋅g(x+h))+h→0limhf(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x)
h→0limhf(x+h)−f(x)⋅h→0limg(x+h)+h→0limhf(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x)
Det första gränsvärdet är definitionen för derivatan av
f(x) och kan alltså ersättas med
f′(x). Det andra gränsvärdet är lika med
g(x) eftersom
g(x+h) går mot
g(x) när
h går mot
0. Detta ger
D(f(x)⋅g(x))=f′(x)⋅g(x)+h→0limhf(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x).
Det andra gränsvärdet måste då motsvara den andra delen av produktregeln,
f(x)⋅g′(x). För att visa detta börjar man med att bryta ut
f(x) ur täljaren. Eftersom den funktionen inte påverkas av att
h går mot
0 kan den placeras utanför gränsvärdet.
f′(x)⋅g(x)+h→0limhf(x)⋅g(x+h)−f(x)⋅g(x)
f′(x)⋅g(x)+h→0limhf(x)⋅(g(x+h)−g(x))
f′(x)⋅g(x)+f(x)⋅h→0limhg(x+h)−g(x)
Det gränsvärde som finns kvar är definitionen för derivatan av
g(x). Genom att byta ut gränsvärdet mot
g′(x) får man till sist produktregeln:
D(f(x)⋅g(x))=f′(x)⋅g(x)+f(x)⋅g′(x).