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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Laissez . Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2
Étape 2.1
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.1.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 2.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.5
Multipliez par .
Étape 2.6
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.7
Réécrivez comme .
Étape 3
Remplacez par .
Étape 4
Remplacez à nouveau la dérivée dans l’équation différentielle.
Étape 5
Étape 5.1
Résolvez .
Étape 5.1.1
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 5.1.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 5.1.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.1.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.1.2.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 5.1.2.2.2
Divisez par .
Étape 5.1.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.1.2.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 5.1.2.3.1.1
Déplacez le moins un du dénominateur de .
Étape 5.1.2.3.1.2
Réécrivez comme .
Étape 5.1.2.3.1.3
Divisez par .
Étape 5.1.3
Multipliez les deux côtés par .
Étape 5.1.4
Simplifiez
Étape 5.1.4.1
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.1.4.1.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.1.4.1.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.1.4.1.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 5.1.4.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.1.4.2.1
Simplifiez .
Étape 5.1.4.2.1.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 5.1.4.2.1.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 5.1.4.2.1.2.1
Déplacez .
Étape 5.1.4.2.1.2.2
Multipliez par .
Étape 5.1.4.2.1.3
Réécrivez comme .
Étape 5.2
Multipliez les deux côtés par .
Étape 5.3
Simplifiez
Étape 5.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.3.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.3.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.3.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.3.2
Multipliez par .
Étape 5.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.3.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.3.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.3.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.3.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.3.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.3.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 5.3.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.3.5.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.3.5.2
Réécrivez l’expression.
Étape 5.4
Réécrivez l’équation.
Étape 6
Étape 6.1
Définissez une intégrale de chaque côté.
Étape 6.2
Intégrez le côté gauche.
Étape 6.2.1
Écrivez la fraction en utilisant la décomposition en fractions partielles.
Étape 6.2.1.1
Décomposez la fraction et multipliez par le dénominateur commun.
Étape 6.2.1.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.2.1.1.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.2.1.1.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 6.2.1.1.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 6.2.1.1.2
Pour chaque facteur dans le dénominateur, créez une nouvelle fraction en utilisant le facteur comme dénominateur et une valeur inconnue comme numérateur. Comme le facteur dans le dénominateur est linéaire, placez une variable unique à sa place .
Étape 6.2.1.1.3
Multipliez chaque fraction dans l’équation par le dénominateur de l’expression d’origine. Dans ce cas, le dénominateur est .
Étape 6.2.1.1.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.2.1.1.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.2.1.1.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 6.2.1.1.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.2.1.1.5.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.2.1.1.5.2
Réécrivez l’expression.
Étape 6.2.1.1.6
Simplifiez chaque terme.
Étape 6.2.1.1.6.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.2.1.1.6.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.2.1.1.6.1.2
Divisez par .
Étape 6.2.1.1.6.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 6.2.1.1.6.3
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 6.2.1.1.6.4
Déplacez à gauche de .
Étape 6.2.1.1.6.5
Réécrivez comme .
Étape 6.2.1.1.6.6
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.2.1.1.6.6.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.2.1.1.6.6.2
Divisez par .
Étape 6.2.1.1.7
Simplifiez l’expression.
Étape 6.2.1.1.7.1
Déplacez .
Étape 6.2.1.1.7.2
Remettez dans l’ordre et .
Étape 6.2.1.1.7.3
Déplacez .
Étape 6.2.1.2
Créez des équations pour les variables de fractions partielles et utilisez-les pour définir un système d’équations.
Étape 6.2.1.2.1
Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients de de chaque côté de l’équation. Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.
Étape 6.2.1.2.2
Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients des termes qui ne contiennent pas . Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.
Étape 6.2.1.2.3
Définissez le système d’équations pour déterminer les coefficients des fractions partielles.
Étape 6.2.1.3
Résolvez le système d’équations.
Étape 6.2.1.3.1
Résolvez dans .
Étape 6.2.1.3.1.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 6.2.1.3.1.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.2.1.3.1.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.2.1.3.1.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.2.1.3.1.2.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 6.2.1.3.1.2.2.2
Divisez par .
Étape 6.2.1.3.1.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.2.1.3.1.2.3.1
Divisez par .
Étape 6.2.1.3.2
Remplacez toutes les occurrences de par dans chaque équation.
Étape 6.2.1.3.2.1
Remplacez toutes les occurrences de dans par .
Étape 6.2.1.3.2.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.2.1.3.2.2.1
Multipliez par .
Étape 6.2.1.3.3
Résolvez dans .
Étape 6.2.1.3.3.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 6.2.1.3.3.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 6.2.1.3.4
Résolvez le système d’équations.
Étape 6.2.1.3.5
Indiquez toutes les solutions.
Étape 6.2.1.4
Remplacez chacun des coefficients de fractions partielles dans par les valeurs trouvées pour et .
Étape 6.2.1.5
Simplifiez
Étape 6.2.1.5.1
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 6.2.1.5.2
Réécrivez comme .
Étape 6.2.1.5.3
Factorisez à partir de .
Étape 6.2.1.5.4
Simplifiez l’expression.
Étape 6.2.1.5.4.1
Réécrivez comme .
Étape 6.2.1.5.4.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 6.2.1.5.4.3
Multipliez par .
Étape 6.2.1.5.4.4
Multipliez par .
Étape 6.2.2
Séparez l’intégrale unique en plusieurs intégrales.
Étape 6.2.3
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 6.2.4
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 6.2.5
Laissez . Puis . Réécrivez avec et .
Étape 6.2.5.1
Laissez . Déterminez .
Étape 6.2.5.1.1
Différenciez .
Étape 6.2.5.1.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 6.2.5.1.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 6.2.5.1.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 6.2.5.1.5
Additionnez et .
Étape 6.2.5.2
Réécrivez le problème en utilisant et .
Étape 6.2.6
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 6.2.7
Simplifiez
Étape 6.2.8
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 6.3
Appliquez la règle de la constante.
Étape 6.4
Regroupez la constante d’intégration du côté droit comme .
Étape 7
Étape 7.1
Utilisez la propriété du quotient des logarithmes, .
Étape 7.2
Remettez dans l’ordre et .
Étape 7.3
Pour résoudre , réécrivez l’équation en utilisant les propriétés des logarithmes.
Étape 7.4
Réécrivez en forme exponentielle en utilisant la définition d’un logarithme. Si et sont des nombres réels positifs et , alors est équivalent à .
Étape 7.5
Résolvez .
Étape 7.5.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 7.5.2
Multipliez les deux côtés par .
Étape 7.5.3
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.5.3.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 7.5.3.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 7.5.3.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 7.5.4
Résolvez .
Étape 7.5.4.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 7.5.4.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 7.5.4.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 7.5.4.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.5.4.2.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 7.5.4.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 7.5.4.2.2.1.2
Divisez par .
Étape 7.5.4.3
Supprimez le terme en valeur absolue. Cela crée un du côté droit de l’équation car .
Étape 8
Étape 8.1
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 8.2
Réécrivez comme .
Étape 8.3
Remettez dans l’ordre et .
Étape 9
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 10
Étape 10.1
Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.
Étape 10.2
Développez le côté gauche.
Étape 10.2.1
Développez en déplaçant hors du logarithme.
Étape 10.2.2
Le logarithme naturel de est .
Étape 10.2.3
Multipliez par .
Étape 10.3
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 10.4
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 10.5
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 10.5.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 10.5.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 10.5.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 10.5.2.2
Divisez par .
Étape 10.5.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 10.5.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 10.5.3.1.1
Déplacez le moins un du dénominateur de .
Étape 10.5.3.1.2
Réécrivez comme .
Étape 10.5.3.1.3
Déplacez le moins un du dénominateur de .
Étape 10.5.3.1.4
Réécrivez comme .
Étape 11
Étape 11.1
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 11.2
Réécrivez comme .
Étape 11.3
Remettez dans l’ordre et .