Calcul infinitésimal Exemples

Trouver la valeur maximale/minimale f(x)=x^2e^(-x^2)
Étape 1
Déterminez la dérivée première de la fonction.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est et .
Étape 1.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.2.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est =.
Étape 1.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.3
Différenciez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 1.3.3
Multipliez par .
Étape 1.4
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.1
Déplacez .
Étape 1.4.2
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.4.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.4.3
Additionnez et .
Étape 1.5
Déplacez à gauche de .
Étape 1.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 1.7
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.7.1
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 1.7.2
Remettez les facteurs dans l’ordre dans .
Étape 2
Déterminez la dérivée seconde de la fonction.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2
Évaluez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.2
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est et .
Étape 2.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est =.
Étape 2.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.2.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 2.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 2.2.7
Multipliez par .
Étape 2.2.8
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.8.1
Déplacez .
Étape 2.2.8.2
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.8.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.8.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.2.8.3
Additionnez et .
Étape 2.2.9
Déplacez à gauche de .
Étape 2.3
Évaluez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est et .
Étape 2.3.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.3.3.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est =.
Étape 2.3.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 2.3.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 2.3.7
Multipliez par .
Étape 2.3.8
Élevez à la puissance .
Étape 2.3.9
Élevez à la puissance .
Étape 2.3.10
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.3.11
Additionnez et .
Étape 2.3.12
Déplacez à gauche de .
Étape 2.3.13
Multipliez par .
Étape 2.4
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.4.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.4.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.4.3
Associez des termes.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.4.3.1
Multipliez par .
Étape 2.4.3.2
Multipliez par .
Étape 2.4.3.3
Multipliez par .
Étape 2.4.3.4
Soustrayez de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.4.3.4.1
Déplacez .
Étape 2.4.3.4.2
Soustrayez de .
Étape 2.4.4
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 2.4.5
Remettez les facteurs dans l’ordre dans .
Étape 3
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 4
Déterminez la dérivée première.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1
Déterminez la dérivée première.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est et .
Étape 4.1.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 4.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est =.
Étape 4.1.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 4.1.3
Différenciez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 4.1.3.3
Multipliez par .
Étape 4.1.4
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.4.1
Déplacez .
Étape 4.1.4.2
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.4.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 4.1.4.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 4.1.4.3
Additionnez et .
Étape 4.1.5
Déplacez à gauche de .
Étape 4.1.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 4.1.7
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1.7.1
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 4.1.7.2
Remettez les facteurs dans l’ordre dans .
Étape 4.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 5
Définissez la dérivée première égale à puis résolvez l’équation .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 5.2
Factorisez le côté gauche de l’équation.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.2.1
Factorisez à partir de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.2.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.2
Réécrivez comme .
Étape 5.2.3
Remettez dans l’ordre et .
Étape 5.2.4
Factorisez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.2.4.1
Les deux termes étant des carrés parfaits, factorisez à l’aide de la formule de la différence des carrés, et .
Étape 5.2.4.2
Supprimez les parenthèses inutiles.
Étape 5.3
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 5.4
Définissez égal à .
Étape 5.5
Définissez égal à et résolvez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.5.1
Définissez égal à .
Étape 5.5.2
Résolvez pour .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.5.2.1
Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.
Étape 5.5.2.2
L’équation ne peut pas être résolue car est indéfini.
Indéfini
Étape 5.5.2.3
Il n’y a pas de solution pour
Aucune solution
Aucune solution
Aucune solution
Étape 5.6
Définissez égal à et résolvez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.6.1
Définissez égal à .
Étape 5.6.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 5.7
Définissez égal à et résolvez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.7.1
Définissez égal à .
Étape 5.7.2
Résolvez pour .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.7.2.1
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 5.7.2.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.7.2.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.7.2.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.7.2.2.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 5.7.2.2.2.2
Divisez par .
Étape 5.7.2.2.3
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.7.2.2.3.1
Divisez par .
Étape 5.8
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 6
Déterminez les valeurs où la dérivée est indéfinie.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1
Le domaine de l’expression est l’ensemble des nombres réels excepté là où l’expression est indéfinie. Dans ce cas, aucun nombre réel ne rend l’expression indéfinie.
Étape 7
Points critiques à évaluer.
Étape 8
Évaluez la dérivée seconde sur . Si la dérivée seconde est positive, il s’agit d’un minimum local. Si elle est négative, il s’agit d’un maximum local.
Étape 9
Évaluez la dérivée seconde.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 9.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 9.1.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.2
Multipliez par .
Étape 9.1.3
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.4
Multipliez par .
Étape 9.1.5
Tout ce qui est élevé à la puissance est .
Étape 9.1.6
Multipliez par .
Étape 9.1.7
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.8
Multipliez par .
Étape 9.1.9
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.10
Multipliez par .
Étape 9.1.11
Tout ce qui est élevé à la puissance est .
Étape 9.1.12
Multipliez par .
Étape 9.1.13
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.14
Multipliez par .
Étape 9.1.15
Tout ce qui est élevé à la puissance est .
Étape 9.1.16
Multipliez par .
Étape 9.2
Simplifiez en ajoutant des nombres.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 9.2.1
Additionnez et .
Étape 9.2.2
Additionnez et .
Étape 10
est un minimum local car la valeur de la dérivée seconde est positive. On parle de test de la dérivée seconde.
est un minimum local
Étape 11
Déterminez la valeur y quand .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.2.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.2.2
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.2.3
Multipliez par .
Étape 11.2.4
Tout ce qui est élevé à la puissance est .
Étape 11.2.5
Multipliez par .
Étape 11.2.6
La réponse finale est .
Étape 12
Évaluez la dérivée seconde sur . Si la dérivée seconde est positive, il s’agit d’un minimum local. Si elle est négative, il s’agit d’un maximum local.
Étape 13
Évaluez la dérivée seconde.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.2
Multipliez par .
Étape 13.1.3
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.1.3.1
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.1.3.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.3.1.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 13.1.3.2
Additionnez et .
Étape 13.1.4
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.5
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 13.1.6
Associez et .
Étape 13.1.7
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.8
Multipliez par .
Étape 13.1.9
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.1.9.1
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.1.9.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.9.1.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 13.1.9.2
Additionnez et .
Étape 13.1.10
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.11
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 13.1.12
Associez et .
Étape 13.1.13
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 13.1.14
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.1.14.1
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.1.14.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.14.1.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 13.1.14.2
Additionnez et .
Étape 13.1.15
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.16
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 13.1.17
Associez et .
Étape 13.2
Associez les fractions.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.2.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 13.2.2
Simplifiez l’expression.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 13.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 13.2.2.2
Additionnez et .
Étape 13.2.2.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 14
est un maximum local car la valeur de la dérivée seconde est négative. On parle de test de la dérivée seconde.
est un maximum local
Étape 15
Déterminez la valeur y quand .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 15.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 15.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 15.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 15.2.2
Multipliez par .
Étape 15.2.3
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 15.2.3.1
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 15.2.3.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 15.2.3.1.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 15.2.3.2
Additionnez et .
Étape 15.2.4
Élevez à la puissance .
Étape 15.2.5
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 15.2.6
La réponse finale est .
Étape 16
Évaluez la dérivée seconde sur . Si la dérivée seconde est positive, il s’agit d’un minimum local. Si elle est négative, il s’agit d’un maximum local.
Étape 17
Évaluez la dérivée seconde.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 17.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 17.1.1
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 17.1.2
Multipliez par .
Étape 17.1.3
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 17.1.4
Multipliez par .
Étape 17.1.5
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 17.1.6
Associez et .
Étape 17.1.7
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 17.1.8
Multipliez par .
Étape 17.1.9
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 17.1.10
Multipliez par .
Étape 17.1.11
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 17.1.12
Associez et .
Étape 17.1.13
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 17.1.14
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 17.1.15
Multipliez par .
Étape 17.1.16
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 17.1.17
Associez et .
Étape 17.2
Associez les fractions.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 17.2.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 17.2.2
Simplifiez l’expression.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 17.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 17.2.2.2
Additionnez et .
Étape 17.2.2.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 18
est un maximum local car la valeur de la dérivée seconde est négative. On parle de test de la dérivée seconde.
est un maximum local
Étape 19
Déterminez la valeur y quand .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 19.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 19.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 19.2.1
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 19.2.2
Multipliez par .
Étape 19.2.3
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 19.2.4
Multipliez par .
Étape 19.2.5
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 19.2.6
La réponse finale est .
Étape 20
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
est un maximum local
est un maximum local
Étape 21