Calcul infinitésimal Exemples

$\sqrt{\frac{x^{2} - 3 x}{2 x + 1}}$

Étape 1

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{\frac{x^{2} - 3 x}{2 x + 1}}$ comme ${(\frac{x^{2} - 3 x}{2 x + 1})}^{\frac{1}{2}}$ .

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

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 $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ et $g (x) = \frac{x^{2} - 3 x}{2 x + 1}$ .

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Étape 2.1

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

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

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 $n = \frac{1}{2}$ .

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

Étape 2.3

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

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

Étape 3

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2}{2}$ .

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

Étape 4

Associez $- 1$ et $\frac{2}{2}$ .

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

Étape 5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

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

Étape 6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 6.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

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

Étape 6.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

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

Étape 7

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 8

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

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

Étape 9

Différenciez.

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Étape 9.1

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

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

Étape 9.2

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

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

Étape 9.3

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

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

Étape 9.4

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

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

Étape 9.5

Multipliez $- 3$ par $1$ .

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

Étape 9.6

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

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

Étape 9.7

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

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

Étape 9.8

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

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

Étape 9.9

Multipliez $2$ par $1$ .

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

Étape 9.10

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

$\frac{1}{2} {(\frac{x^{2} - 3 x}{2 x + 1})}^{- \frac{1}{2}} \frac{(2 x + 1) (2 x - 3) - (x^{2} - 3 x) (2 + 0)}{{(2 x + 1)}^{2}}$

Étape 9.11

Associez les fractions.

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Étape 9.11.1

Additionnez $2$ et $0$ .

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

Étape 9.11.2

Multipliez $2$ par $- 1$ .

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

Étape 9.11.3

Multipliez $\frac{(2 x + 1) (2 x - 3) - 2 (x^{2} - 3 x)}{{(2 x + 1)}^{2}}$ par $\frac{1}{2}$ .

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

Étape 9.11.4

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

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

Étape 10

Simplifiez

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Étape 10.1

Modifiez le signe de l’exposant en réécrivant la base comme sa réciproque.

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

Étape 10.2

Appliquez la règle de produit à $\frac{2 x + 1}{x^{2} - 3 x}$ .

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

Étape 10.3

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 10.4

Associez des termes.

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Étape 10.4.1

Multipliez $- 3$ par $- 2$ .

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

Étape 10.4.2

Multipliez $\frac{(2 x + 1) (2 x - 3) - 2 x^{2} + 6 x}{2 {(2 x + 1)}^{2}}$ par $\frac{{(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(x^{2} - 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Étape 10.4.3

Placez ${(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{n} = \frac{1}{b^{- n}}$ .

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

Étape 10.4.4

Multipliez ${(2 x + 1)}^{2}$ par ${(2 x + 1)}^{- \frac{1}{2}}$ en additionnant les exposants.

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Étape 10.4.4.1

Déplacez ${(2 x + 1)}^{- \frac{1}{2}}$ .

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

Étape 10.4.4.2

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

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

Étape 10.4.4.3

Pour écrire $2$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2}{2}$ .

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

Étape 10.4.4.4

Associez $2$ et $\frac{2}{2}$ .

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

Étape 10.4.4.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

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

Étape 10.4.4.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 10.4.4.6.1

Multipliez $2$ par $2$ .

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

Étape 10.4.4.6.2

Additionnez $- 1$ et $4$ .

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

Étape 10.5

Remettez les termes dans l’ordre.

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

Étape 10.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 10.6.1

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

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Étape 10.6.1.1

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 10.6.1.2

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 10.6.1.3

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 10.6.2

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 10.6.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 10.6.2.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

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

Étape 10.6.2.1.2

Multipliez $x$ par $x$ en additionnant les exposants.

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Étape 10.6.2.1.2.1

Déplacez $x$ .

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

Étape 10.6.2.1.2.2

Multipliez $x$ par $x$ .

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

Étape 10.6.2.1.3

Multipliez $2$ par $2$ .

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

Étape 10.6.2.1.4

Multipliez $- 3$ par $2$ .

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

Étape 10.6.2.1.5

Multipliez $2 x$ par $1$ .

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

Étape 10.6.2.1.6

Multipliez $- 3$ par $1$ .

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

Étape 10.6.2.2

Additionnez $- 6 x$ et $2 x$ .

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

Étape 10.6.3

Additionnez $- 2 x^{2}$ et $4 x^{2}$ .

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

Étape 10.6.4

Additionnez $- 4 x$ et $6 x$ .

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