Calcul infinitésimal Exemples

$y = x^{2} {(2 x^{3} - 1)}^{3}$

Étape 1

Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ est $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ où $f (x) = x^{2}$ et $g (x) = {(2 x^{3} - 1)}^{3}$ .

$x^{2} \frac{d}{d x} [{(2 x^{3} - 1)}^{3}] + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 2

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = x^{3}$ et $g (x) = 2 x^{3} - 1$ .

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Étape 2.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $2 x^{3} - 1$ .

$x^{2} (\frac{d}{d u} [u^{3}] \frac{d}{d x} [2 x^{3} - 1]) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 2.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ est $n u^{n - 1}$ où $n = 3$ .

$x^{2} (3 u^{2} \frac{d}{d x} [2 x^{3} - 1]) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $2 x^{3} - 1$ .

$x^{2} (3 {(2 x^{3} - 1)}^{2} \frac{d}{d x} [2 x^{3} - 1]) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 3

Différenciez.

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Étape 3.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $2 x^{3} - 1$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [2 x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 1]$ .

$x^{2} (3 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (\frac{d}{d x} [2 x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 1])) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 3.2

Comme $2$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $2 x^{3}$ par rapport à $x$ est $2 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$x^{2} (3 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (2 \frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 1])) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 3.3

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 3$ .

$x^{2} (3 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (2 (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} [- 1])) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 3.4

Multipliez $3$ par $2$ .

$x^{2} (3 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (6 x^{2} + \frac{d}{d x} [- 1])) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 3.5

Comme $- 1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 1$ par rapport à $x$ est $0$ .

$x^{2} (3 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (6 x^{2} + 0)) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 3.6

Simplifiez l’expression.

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Étape 3.6.1

Additionnez $6 x^{2}$ et $0$ .

$x^{2} (3 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (6 x^{2})) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 3.6.2

Multipliez $6$ par $3$ .

$x^{2} (18 {(2 x^{3} - 1)}^{2} x^{2}) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 4

Multipliez $x^{2}$ par $x^{2}$ en additionnant les exposants.

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Étape 4.1

Déplacez $x^{2}$ .

$x^{2} x^{2} (18 {(2 x^{3} - 1)}^{2}) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 4.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$x^{2 + 2} (18 {(2 x^{3} - 1)}^{2}) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 4.3

Additionnez $2$ et $2$ .

$x^{4} (18 {(2 x^{3} - 1)}^{2}) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Étape 5

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 2$ .

$x^{4} (18 {(2 x^{3} - 1)}^{2}) + {(2 x^{3} - 1)}^{3} (2 x)$

Étape 6

Déplacez $2$ à gauche de ${(2 x^{3} - 1)}^{3}$ .

$x^{4} (18 {(2 x^{3} - 1)}^{2}) + 2 \cdot {(2 x^{3} - 1)}^{3} x$

Étape 7

Simplifiez

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Étape 7.1

Factorisez $x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2}$ à partir de $x^{4} (18 {(2 x^{3} - 1)}^{2}) + 2 {(2 x^{3} - 1)}^{3} x$ .

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Étape 7.1.1

Factorisez $x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2}$ à partir de $x^{4} (18 {(2 x^{3} - 1)}^{2})$ .

$x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (x^{3} \cdot (9)) + 2 {(2 x^{3} - 1)}^{3} x$

Étape 7.1.2

Factorisez $x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2}$ à partir de $2 {(2 x^{3} - 1)}^{3} x$ .

$x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (x^{3} \cdot (9)) + x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (2 x^{3} - 1)$

Étape 7.1.3

Factorisez $x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2}$ à partir de $x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (x^{3} \cdot (9)) + x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (2 x^{3} - 1)$ .

$x \cdot 2 {(2 x^{3} - 1)}^{2} (x^{3} \cdot (9) + 2 x^{3} - 1)$

Étape 7.2

Associez des termes.

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Étape 7.2.1

Déplacez $2$ à gauche de $x$ .

$2 \cdot x {(2 x^{3} - 1)}^{2} (x^{3} \cdot (9) + 2 x^{3} - 1)$

Étape 7.2.2

Déplacez $9$ à gauche de $x^{3}$ .

$2 x {(2 x^{3} - 1)}^{2} (9 \cdot x^{3} + 2 x^{3} - 1)$

Étape 7.2.3

Additionnez $9 x^{3}$ et $2 x^{3}$ .

$2 x {(2 x^{3} - 1)}^{2} (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.3

Réécrivez ${(2 x^{3} - 1)}^{2}$ comme $(2 x^{3} - 1) (2 x^{3} - 1)$ .

$2 x ((2 x^{3} - 1) (2 x^{3} - 1)) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.4

Développez $(2 x^{3} - 1) (2 x^{3} - 1)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 7.4.1

Appliquez la propriété distributive.

$2 x (2 x^{3} (2 x^{3} - 1) - 1 (2 x^{3} - 1)) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.4.2

Appliquez la propriété distributive.

$2 x (2 x^{3} (2 x^{3}) + 2 x^{3} \cdot - 1 - 1 (2 x^{3} - 1)) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.4.3

Appliquez la propriété distributive.

$2 x (2 x^{3} (2 x^{3}) + 2 x^{3} \cdot - 1 - 1 (2 x^{3}) - 1 \cdot - 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.5

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 7.5.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 7.5.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$2 x (2 \cdot 2 x^{3} x^{3} + 2 x^{3} \cdot - 1 - 1 (2 x^{3}) - 1 \cdot - 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.5.1.2

Multipliez $x^{3}$ par $x^{3}$ en additionnant les exposants.

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Étape 7.5.1.2.1

Déplacez $x^{3}$ .

$2 x (2 \cdot 2 (x^{3} x^{3}) + 2 x^{3} \cdot - 1 - 1 (2 x^{3}) - 1 \cdot - 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.5.1.2.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$2 x (2 \cdot 2 x^{3 + 3} + 2 x^{3} \cdot - 1 - 1 (2 x^{3}) - 1 \cdot - 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.5.1.2.3

Additionnez $3$ et $3$ .

$2 x (2 \cdot 2 x^{6} + 2 x^{3} \cdot - 1 - 1 (2 x^{3}) - 1 \cdot - 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.5.1.3

Multipliez $2$ par $2$ .

$2 x (4 x^{6} + 2 x^{3} \cdot - 1 - 1 (2 x^{3}) - 1 \cdot - 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.5.1.4

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$2 x (4 x^{6} - 2 x^{3} - 1 (2 x^{3}) - 1 \cdot - 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.5.1.5

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$2 x (4 x^{6} - 2 x^{3} - 2 x^{3} - 1 \cdot - 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.5.1.6

Multipliez $- 1$ par $- 1$ .

$2 x (4 x^{6} - 2 x^{3} - 2 x^{3} + 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.5.2

Soustrayez $2 x^{3}$ de $- 2 x^{3}$ .

$2 x (4 x^{6} - 4 x^{3} + 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.6

Appliquez la propriété distributive.

$(2 x (4 x^{6}) + 2 x (- 4 x^{3}) + 2 x \cdot 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.7

Simplifiez

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Étape 7.7.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$(2 \cdot 4 x \cdot x^{6} + 2 x (- 4 x^{3}) + 2 x \cdot 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.7.2

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$(2 \cdot 4 x \cdot x^{6} + 2 \cdot - 4 x \cdot x^{3} + 2 x \cdot 1) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.7.3

Multipliez $2$ par $1$ .

$(2 \cdot 4 x \cdot x^{6} + 2 \cdot - 4 x \cdot x^{3} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8

Simplifiez chaque terme.

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Étape 7.8.1

Multipliez $x$ par $x^{6}$ en additionnant les exposants.

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Étape 7.8.1.1

Déplacez $x^{6}$ .

$(2 \cdot 4 (x^{6} x) + 2 \cdot - 4 x \cdot x^{3} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8.1.2

Multipliez $x^{6}$ par $x$ .

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Étape 7.8.1.2.1

Élevez $x$ à la puissance $1$ .

$(2 \cdot 4 (x^{6} x^{1}) + 2 \cdot - 4 x \cdot x^{3} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8.1.2.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$(2 \cdot 4 x^{6 + 1} + 2 \cdot - 4 x \cdot x^{3} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8.1.3

Additionnez $6$ et $1$ .

$(2 \cdot 4 x^{7} + 2 \cdot - 4 x \cdot x^{3} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8.2

Multipliez $2$ par $4$ .

$(8 x^{7} + 2 \cdot - 4 x \cdot x^{3} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8.3

Multipliez $x$ par $x^{3}$ en additionnant les exposants.

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Étape 7.8.3.1

Déplacez $x^{3}$ .

$(8 x^{7} + 2 \cdot - 4 (x^{3} x) + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8.3.2

Multipliez $x^{3}$ par $x$ .

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Étape 7.8.3.2.1

Élevez $x$ à la puissance $1$ .

$(8 x^{7} + 2 \cdot - 4 (x^{3} x^{1}) + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8.3.2.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$(8 x^{7} + 2 \cdot - 4 x^{3 + 1} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8.3.3

Additionnez $3$ et $1$ .

$(8 x^{7} + 2 \cdot - 4 x^{4} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.8.4

Multipliez $2$ par $- 4$ .

$(8 x^{7} - 8 x^{4} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$

Étape 7.9

Développez $(8 x^{7} - 8 x^{4} + 2 x) (11 x^{3} - 1)$ en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.

$8 x^{7} (11 x^{3}) + 8 x^{7} \cdot - 1 - 8 x^{4} (11 x^{3}) - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10

Simplifiez chaque terme.

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Étape 7.10.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$8 \cdot 11 x^{7} x^{3} + 8 x^{7} \cdot - 1 - 8 x^{4} (11 x^{3}) - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.2

Multipliez $x^{7}$ par $x^{3}$ en additionnant les exposants.

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Étape 7.10.2.1

Déplacez $x^{3}$ .

$8 \cdot 11 (x^{3} x^{7}) + 8 x^{7} \cdot - 1 - 8 x^{4} (11 x^{3}) - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.2.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$8 \cdot 11 x^{3 + 7} + 8 x^{7} \cdot - 1 - 8 x^{4} (11 x^{3}) - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.2.3

Additionnez $3$ et $7$ .

$8 \cdot 11 x^{10} + 8 x^{7} \cdot - 1 - 8 x^{4} (11 x^{3}) - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.3

Multipliez $8$ par $11$ .

$88 x^{10} + 8 x^{7} \cdot - 1 - 8 x^{4} (11 x^{3}) - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.4

Multipliez $- 1$ par $8$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 8 x^{4} (11 x^{3}) - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.5

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 8 \cdot 11 x^{4} x^{3} - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.6

Multipliez $x^{4}$ par $x^{3}$ en additionnant les exposants.

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Étape 7.10.6.1

Déplacez $x^{3}$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 8 \cdot 11 (x^{3} x^{4}) - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.6.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 8 \cdot 11 x^{3 + 4} - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.6.3

Additionnez $3$ et $4$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 8 \cdot 11 x^{7} - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.7

Multipliez $- 8$ par $11$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 88 x^{7} - 8 x^{4} \cdot - 1 + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.8

Multipliez $- 1$ par $- 8$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 88 x^{7} + 8 x^{4} + 2 x (11 x^{3}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.9

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 88 x^{7} + 8 x^{4} + 2 \cdot 11 x \cdot x^{3} + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.10

Multipliez $x$ par $x^{3}$ en additionnant les exposants.

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Étape 7.10.10.1

Déplacez $x^{3}$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 88 x^{7} + 8 x^{4} + 2 \cdot 11 (x^{3} x) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.10.2

Multipliez $x^{3}$ par $x$ .

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Étape 7.10.10.2.1

Élevez $x$ à la puissance $1$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 88 x^{7} + 8 x^{4} + 2 \cdot 11 (x^{3} x^{1}) + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.10.2.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 88 x^{7} + 8 x^{4} + 2 \cdot 11 x^{3 + 1} + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.10.3

Additionnez $3$ et $1$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 88 x^{7} + 8 x^{4} + 2 \cdot 11 x^{4} + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.11

Multipliez $2$ par $11$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 88 x^{7} + 8 x^{4} + 22 x^{4} + 2 x \cdot - 1$

Étape 7.10.12

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$88 x^{10} - 8 x^{7} - 88 x^{7} + 8 x^{4} + 22 x^{4} - 2 x$

Étape 7.11

Soustrayez $88 x^{7}$ de $- 8 x^{7}$ .

$88 x^{10} - 96 x^{7} + 8 x^{4} + 22 x^{4} - 2 x$

Étape 7.12

Additionnez $8 x^{4}$ et $22 x^{4}$ .

$88 x^{10} - 96 x^{7} + 30 x^{4} - 2 x$