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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Différenciez.
Étape 1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2
Évaluez .
Étape 1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.2
Réécrivez comme .
Étape 1.2.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.4
Associez et .
Étape 1.2.5
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 1.3
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 2
Étape 2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2
Évaluez .
Étape 2.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.2
Réécrivez comme .
Étape 2.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.2.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.5
Multipliez les exposants dans .
Étape 2.2.5.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 2.2.5.2
Multipliez par .
Étape 2.2.6
Multipliez par .
Étape 2.2.7
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.8
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.2.9
Soustrayez de .
Étape 2.2.10
Multipliez par .
Étape 2.2.11
Associez et .
Étape 2.2.12
Associez et .
Étape 2.2.13
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.3
Différenciez en utilisant la règle de la constante.
Étape 2.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.2
Additionnez et .
Étape 3
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 4
Étape 4.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 4.1.1
Différenciez.
Étape 4.1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2
Évaluez .
Étape 4.1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.2
Réécrivez comme .
Étape 4.1.2.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.4
Associez et .
Étape 4.1.2.5
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 4.1.3
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 4.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 5
Étape 5.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 5.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 5.3
Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.
Étape 5.3.1
Déterminer le plus petit dénominateur commun d’une liste d’expressions équivaut à déterminer le plus petit multiple commun des dénominateurs de ces valeurs.
Étape 5.3.2
Le plus petit multiple commun de toute expression est l’expression.
Étape 5.4
Multiplier chaque terme dans par afin d’éliminer les fractions.
Étape 5.4.1
Multipliez chaque terme dans par .
Étape 5.4.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.4.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.4.2.1.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 5.4.2.1.2
Annulez le facteur commun.
Étape 5.4.2.1.3
Réécrivez l’expression.
Étape 5.4.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.4.3.1
Multipliez par .
Étape 5.5
Résolvez l’équation.
Étape 5.5.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 5.5.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 5.5.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.5.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.5.2.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.5.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.5.2.2.1.2
Divisez par .
Étape 5.5.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.5.2.3.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 5.5.3
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 5.5.4
Simplifiez .
Étape 5.5.4.1
Réécrivez comme .
Étape 5.5.4.2
Toute racine de est .
Étape 5.5.4.3
Simplifiez le dénominateur.
Étape 5.5.4.3.1
Réécrivez comme .
Étape 5.5.4.3.2
Extrayez les termes de sous le radical, en supposant qu’il s’agit de nombres réels positifs.
Étape 5.5.5
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 5.5.5.1
Commencez par utiliser la valeur positive du pour déterminer la première solution.
Étape 5.5.5.2
Ensuite, utilisez la valeur négative du pour déterminer la deuxième solution.
Étape 5.5.5.3
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 6
Étape 6.1
Définissez le dénominateur dans égal à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 6.2
Résolvez .
Étape 6.2.1
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.2.1.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.2.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.2.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.2.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.2.1.2.1.2
Divisez par .
Étape 6.2.1.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.2.1.3.1
Divisez par .
Étape 6.2.2
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 6.2.3
Simplifiez .
Étape 6.2.3.1
Réécrivez comme .
Étape 6.2.3.2
Extrayez les termes de sous le radical, en supposant qu’il s’agit de nombres réels positifs.
Étape 6.2.3.3
Plus ou moins est .
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
Étape 9.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 9.1.1
Réécrivez comme .
Étape 9.1.2
Réécrivez comme .
Étape 9.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.4
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 9.1.5
Multipliez par .
Étape 9.1.6
Multipliez les exposants dans .
Étape 9.1.6.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 9.1.6.2
Multipliez par .
Étape 9.1.7
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 9.1.8
Soustrayez de .
Étape 9.2
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 9.3
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 9.4
Multipliez par .
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
Étape 11.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.2
Simplifiez le résultat.
Étape 11.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 11.2.1.1
Associez et .
Étape 11.2.1.2
Divisez par .
Étape 11.2.2
Associez les fractions.
Étape 11.2.2.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 11.2.2.2
Additionnez et .
Étape 11.2.3
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
Étape 13.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 13.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 13.1.2
Associez les exposants.
Étape 13.1.2.1
Réécrivez comme .
Étape 13.1.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.2.3
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 13.1.2.4
Multipliez par .
Étape 13.1.2.5
Multipliez les exposants dans .
Étape 13.1.2.5.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 13.1.2.5.2
Multipliez par .
Étape 13.1.2.6
Réécrivez comme .
Étape 13.1.2.7
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 13.1.2.8
Additionnez et .
Étape 13.1.3
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 13.1.4
Élevez à la puissance .
Étape 13.2
Associez les fractions.
Étape 13.2.1
Associez et .
Étape 13.2.2
Simplifiez l’expression.
Étape 13.2.2.1
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 13.2.2.2
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 13.3
Multipliez .
Étape 13.3.1
Multipliez par .
Étape 13.3.2
Multipliez par .
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
Étape 15.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 15.2
Simplifiez le résultat.
Étape 15.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 15.2.1.1
Annulez le facteur commun à et .
Étape 15.2.1.1.1
Réécrivez comme .
Étape 15.2.1.1.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 15.2.1.2
Associez et .
Étape 15.2.1.3
Divisez par .
Étape 15.2.2
Associez les fractions.
Étape 15.2.2.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 15.2.2.2
Simplifiez l’expression.
Étape 15.2.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 15.2.2.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 15.2.3
La réponse finale est .
Étape 16
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
est un maximum local
Étape 17