Calcul infinitésimal Exemples

$2 \sqrt{x} + \sqrt{y} = 3$

Étape 1

Réécrivez le côté gauche avec des exposants rationnels.

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Étape 1.1

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

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

Étape 1.2

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

$2 x^{\frac{1}{2}} + y^{\frac{1}{2}} = 3$

Étape 2

Différenciez les deux côtés de l’équation.

$\frac{d}{d x} (2 x^{\frac{1}{2}} + y^{\frac{1}{2}}) = \frac{d}{d x} (3)$

Étape 3

Différenciez le côté gauche de l’équation.

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Étape 3.1

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

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

Étape 3.2

Évaluez $\frac{d}{d x} [2 x^{\frac{1}{2}}]$ .

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Étape 3.2.1

Comme $2$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $2 x^{\frac{1}{2}}$ par rapport à $x$ est $2 \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}]$ .

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

Étape 3.2.2

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

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

Étape 3.2.3

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

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

Étape 3.2.4

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

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

Étape 3.2.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

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

Étape 3.2.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.2.6.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

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

Étape 3.2.6.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

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

Étape 3.2.7

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 3.2.8

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

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

Étape 3.2.9

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

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

Étape 3.2.10

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

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

Étape 3.2.11

Annulez le facteur commun.

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

Étape 3.2.12

Réécrivez l’expression.

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

Étape 3.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [y^{\frac{1}{2}}]$ .

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Étape 3.3.1

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 $g (x) = y$ .

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Étape 3.3.1.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $y$ .

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

Étape 3.3.1.2

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

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

Étape 3.3.1.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $y$ .

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

Étape 3.3.2

Réécrivez $\frac{d}{d x} [y]$ comme $y'$ .

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{1}{2} y^{\frac{1}{2} - 1} y'$

Étape 3.3.3

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

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{1}{2} y^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} y'$

Étape 3.3.4

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

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{1}{2} y^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} y'$

Étape 3.3.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{1}{2} y^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} y'$

Étape 3.3.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.3.6.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{1}{2} y^{\frac{1 - 2}{2}} y'$

Étape 3.3.6.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{1}{2} y^{\frac{- 1}{2}} y'$

Étape 3.3.7

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{1}{2} y^{- \frac{1}{2}} y'$

Étape 3.3.8

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

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{y^{- \frac{1}{2}}}{2} y'$

Étape 3.3.9

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

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{y^{- \frac{1}{2}} y'}{2}$

Étape 3.3.10

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

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{y'}{2 y^{\frac{1}{2}}}$

Étape 4

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $3$ par rapport à $x$ est $0$ .

$0$

Étape 5

Réformez l’équation en définissant le côté gauche égal au côté droit.

$\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} + \frac{y'}{2 y^{\frac{1}{2}}} = 0$

Étape 6

Résolvez $y'$ .

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Étape 6.1

Soustrayez $\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}$ des deux côtés de l’équation.

$\frac{y'}{2 y^{\frac{1}{2}}} = - \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 6.2

Multipliez les deux côtés par $2 y^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{y'}{2 y^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}}) = - \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}})$

Étape 6.3

Simplifiez

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Étape 6.3.1

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 6.3.1.1

Simplifiez $\frac{y'}{2 y^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}})$ .

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Étape 6.3.1.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$2 \frac{y'}{2 y^{\frac{1}{2}}} y^{\frac{1}{2}} = - \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}})$

Étape 6.3.1.1.2

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 6.3.1.1.2.1

Annulez le facteur commun.

$2 \frac{y'}{2 y^{\frac{1}{2}}} y^{\frac{1}{2}} = - \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}})$

Étape 6.3.1.1.2.2

Réécrivez l’expression.

$\frac{y'}{y^{\frac{1}{2}}} y^{\frac{1}{2}} = - \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}})$

Étape 6.3.1.1.3

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

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Étape 6.3.1.1.3.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{y'}{y^{\frac{1}{2}}} y^{\frac{1}{2}} = - \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}})$

Étape 6.3.1.1.3.2

Réécrivez l’expression.

$y' = - \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}})$

Étape 6.3.2

Simplifiez le côté droit.

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Étape 6.3.2.1

Simplifiez $- \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}})$ .

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Étape 6.3.2.1.1

Multipliez $- \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} (2 y^{\frac{1}{2}})$ .

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Étape 6.3.2.1.1.1

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$y' = - 2 \frac{1}{x^{\frac{1}{2}}} y^{\frac{1}{2}}$

Étape 6.3.2.1.1.2

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

$y' = \frac{- 2}{x^{\frac{1}{2}}} y^{\frac{1}{2}}$

Étape 6.3.2.1.1.3

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

$y' = \frac{- 2 y^{\frac{1}{2}}}{x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 6.3.2.1.2

Placez le signe moins devant la fraction.

$y' = - \frac{2 y^{\frac{1}{2}}}{x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7

Remplacez $y'$ par $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = - \frac{2 y^{\frac{1}{2}}}{x^{\frac{1}{2}}}$