Calcul infinitésimal Exemples

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

Étape 1

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

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

Étape 2

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

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

Étape 3

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

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

Étape 4

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

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

Étape 5

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

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

Étape 6

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

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

Étape 7

Simplifiez le numérateur.

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Étape 7.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

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

Étape 7.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

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

Étape 8

Associez les fractions.

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Étape 8.1

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 8.2

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

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

Étape 8.3

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

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

Étape 9

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

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

Étape 10

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

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

Étape 11

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

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

Étape 12

Simplifiez l’expression.

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Étape 12.1

Additionnez $3 x^{2}$ et $0$ .

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

Étape 12.2

Multipliez $3$ par $- 1$ .

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

Étape 13

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

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Étape 13.1

Déplacez $x^{2}$ .

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

Étape 13.2

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

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

Étape 13.3

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

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

Étape 13.4

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

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

Étape 13.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

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

Étape 13.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 13.6.1

Multipliez $2$ par $2$ .

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

Étape 13.6.2

Additionnez $4$ et $1$ .

$\frac{(x^{3} + 1) \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} - 3 x^{\frac{5}{2}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14

Simplifiez

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Étape 14.1

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{x^{3} \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} + 1 \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} - 3 x^{\frac{5}{2}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2

Simplifiez le numérateur.

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Étape 14.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 14.2.1.1

Annulez le facteur commun de $x^{\frac{1}{2}}$ .

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Étape 14.2.1.1.1

Factorisez $x^{\frac{1}{2}}$ à partir de $x^{3}$ .

$\frac{x^{\frac{1}{2}} x^{\frac{5}{2}} \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} + 1 \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} - 3 x^{\frac{5}{2}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.1.1.2

Factorisez $x^{\frac{1}{2}}$ à partir de $2 x^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{x^{\frac{1}{2}} x^{\frac{5}{2}} \frac{1}{x^{\frac{1}{2}} \cdot 2} + 1 \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} - 3 x^{\frac{5}{2}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.1.1.3

Annulez le facteur commun.

$\frac{x^{\frac{1}{2}} x^{\frac{5}{2}} \frac{1}{x^{\frac{1}{2}} \cdot 2} + 1 \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} - 3 x^{\frac{5}{2}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.1.1.4

Réécrivez l’expression.

$\frac{x^{\frac{5}{2}} \frac{1}{2} + 1 \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} - 3 x^{\frac{5}{2}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.1.2

Associez $x^{\frac{5}{2}}$ et $\frac{1}{2}$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}}}{2} + 1 \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} - 3 x^{\frac{5}{2}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.1.3

Multipliez $\frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ par $1$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}}}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} - 3 x^{\frac{5}{2}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.2

Pour écrire $- 3 x^{\frac{5}{2}}$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2}{2}$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}}}{2} - 3 x^{\frac{5}{2}} \cdot \frac{2}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.3

Associez $- 3 x^{\frac{5}{2}}$ et $\frac{2}{2}$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}}}{2} + \frac{- 3 x^{\frac{5}{2}} \cdot 2}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.4

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}} - 3 x^{\frac{5}{2}} \cdot 2}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.5

Simplifiez chaque terme.

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Étape 14.2.5.1

Simplifiez le numérateur.

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Étape 14.2.5.1.1

Factorisez $x^{\frac{5}{2}}$ à partir de $x^{\frac{5}{2}} - 3 x^{\frac{5}{2}} \cdot 2$ .

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Étape 14.2.5.1.1.1

Déplacez $x^{\frac{5}{2}}$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}} - 3 \cdot 2 x^{\frac{5}{2}}}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.5.1.1.2

Multipliez par $1$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}} \cdot 1 - 3 \cdot 2 x^{\frac{5}{2}}}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.5.1.1.3

Factorisez $x^{\frac{5}{2}}$ à partir de $- 3 \cdot 2 x^{\frac{5}{2}}$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}} \cdot 1 + x^{\frac{5}{2}} (- 3 \cdot 2)}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.5.1.1.4

Factorisez $x^{\frac{5}{2}}$ à partir de $x^{\frac{5}{2}} \cdot 1 + x^{\frac{5}{2}} (- 3 \cdot 2)$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}} (1 - 3 \cdot 2)}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.5.1.2

Multipliez $- 3$ par $2$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}} (1 - 6)}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.5.1.3

Soustrayez $6$ de $1$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}} \cdot - 5}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.5.2

Déplacez $- 5$ à gauche de $x^{\frac{5}{2}}$ .

$\frac{\frac{- 5 \cdot x^{\frac{5}{2}}}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.2.5.3

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{- \frac{5 x^{\frac{5}{2}}}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3

Associez des termes.

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Étape 14.3.1

Multipliez $\frac{- \frac{5 x^{\frac{5}{2}}}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$ par $\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{- \frac{5 x^{\frac{5}{2}}}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{{(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.2

Associez.

$\frac{2 x^{\frac{1}{2}} (- \frac{5 x^{\frac{5}{2}}}{2} + \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}})}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.3

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{2 x^{\frac{1}{2}} (- \frac{5 x^{\frac{5}{2}}}{2}) + 2 x^{\frac{1}{2}} \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.4

Annulez le facteur commun de $2 x^{\frac{1}{2}}$ .

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Étape 14.3.4.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{2 x^{\frac{1}{2}} (- \frac{5 x^{\frac{5}{2}}}{2}) + 2 x^{\frac{1}{2}} \frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}}}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.4.2

Réécrivez l’expression.

$\frac{2 x^{\frac{1}{2}} (- \frac{5 x^{\frac{5}{2}}}{2}) + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.5

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$\frac{- 2 x^{\frac{1}{2}} \frac{5 x^{\frac{5}{2}}}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.6

Associez $- 2$ et $\frac{5 x^{\frac{5}{2}}}{2}$ .

$\frac{x^{\frac{1}{2}} \frac{- 2 (5 x^{\frac{5}{2}})}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.7

Multipliez $5$ par $- 2$ .

$\frac{x^{\frac{1}{2}} \frac{- 10 x^{\frac{5}{2}}}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.8

Associez $x^{\frac{1}{2}}$ et $\frac{- 10 x^{\frac{5}{2}}}{2}$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{1}{2}} (- 10 x^{\frac{5}{2}})}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.9

Multipliez $x^{\frac{1}{2}}$ par $x^{\frac{5}{2}}$ en additionnant les exposants.

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Étape 14.3.9.1

Déplacez $x^{\frac{5}{2}}$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2}} x^{\frac{1}{2}} \cdot - 10}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.9.2

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

$\frac{\frac{x^{\frac{5}{2} + \frac{1}{2}} \cdot - 10}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.9.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{\frac{x^{\frac{5 + 1}{2}} \cdot - 10}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.9.4

Additionnez $5$ et $1$ .

$\frac{\frac{x^{\frac{6}{2}} \cdot - 10}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.9.5

Divisez $6$ par $2$ .

$\frac{\frac{x^{3} \cdot - 10}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.10

Déplacez $- 10$ à gauche de $x^{3}$ .

$\frac{\frac{- 10 \cdot x^{3}}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.11

Annulez le facteur commun à $- 10$ et $2$ .

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Étape 14.3.11.1

Factorisez $2$ à partir de $- 10 x^{3}$ .

$\frac{\frac{2 (- 5 x^{3})}{2} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.11.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 14.3.11.2.1

Factorisez $2$ à partir de $2$ .

$\frac{\frac{2 (- 5 x^{3})}{2 (1)} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.11.2.2

Annulez le facteur commun.

$\frac{\frac{2 (- 5 x^{3})}{2 \cdot 1} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.11.2.3

Réécrivez l’expression.

$\frac{\frac{- 5 x^{3}}{1} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.3.11.2.4

Divisez $- 5 x^{3}$ par $1$ .

$\frac{- 5 x^{3} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1)}^{2}}$

Étape 14.4

Simplifiez le dénominateur.

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Étape 14.4.1

Réécrivez $1$ comme $1^{3}$ .

$\frac{- 5 x^{3} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x^{3} + 1^{3})}^{2}}$

Étape 14.4.2

Les deux termes étant des cubes parfaits, factorisez à l’aide de la formule de la somme des cubes, $a^{3} + b^{3} = (a + b) (a^{2} - a b + b^{2})$ où $a = x$ et $b = 1$ .

$\frac{- 5 x^{3} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {((x + 1) (x^{2} - x \cdot 1 + 1^{2}))}^{2}}$

Étape 14.4.3

Simplifiez

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Étape 14.4.3.1

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$\frac{- 5 x^{3} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {((x + 1) (x^{2} - x + 1^{2}))}^{2}}$

Étape 14.4.3.2

Un à n’importe quelle puissance est égal à un.

$\frac{- 5 x^{3} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {((x + 1) (x^{2} - x + 1))}^{2}}$

Étape 14.4.4

Appliquez la règle de produit à $(x + 1) (x^{2} - x + 1)$ .

$\frac{- 5 x^{3} + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x + 1)}^{2} {(x^{2} - x + 1)}^{2}}$

Étape 14.5

Factorisez $- 1$ à partir de $- 5 x^{3}$ .

$\frac{- (5 x^{3}) + 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x + 1)}^{2} {(x^{2} - x + 1)}^{2}}$

Étape 14.6

Réécrivez $1$ comme $- 1 (- 1)$ .

$\frac{- (5 x^{3}) - 1 (- 1)}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x + 1)}^{2} {(x^{2} - x + 1)}^{2}}$

Étape 14.7

Factorisez $- 1$ à partir de $- (5 x^{3}) - 1 (- 1)$ .

$\frac{- (5 x^{3} - 1)}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x + 1)}^{2} {(x^{2} - x + 1)}^{2}}$

Étape 14.8

Réécrivez $- (5 x^{3} - 1)$ comme $- 1 (5 x^{3} - 1)$ .

$\frac{- 1 (5 x^{3} - 1)}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x + 1)}^{2} {(x^{2} - x + 1)}^{2}}$

Étape 14.9

Placez le signe moins devant la fraction.

$- \frac{5 x^{3} - 1}{2 x^{\frac{1}{2}} {(x + 1)}^{2} {(x^{2} - x + 1)}^{2}}$