Calcul infinitésimal Exemples

$f (x) = e^{3 x^{3} + 1} \ln (2 x^{3} + 3)$

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

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

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

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Étape 2.1

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

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

Étape 2.2

La dérivée de $\ln (u_{1})$ par rapport à $u_{1}$ est $\frac{1}{u_{1}}$ .

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

Étape 2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{1}$ par $2 x^{3} + 3$ .

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

Étape 3

Différenciez.

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Étape 3.1

Associez $\frac{1}{2 x^{3} + 3}$ et $e^{3 x^{3} + 1}$ .

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

Étape 3.2

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

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

Étape 3.3

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

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

Étape 3.4

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

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

Étape 3.5

Multipliez $3$ par $2$ .

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

Étape 3.6

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

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

Étape 3.7

Associez les fractions.

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Étape 3.7.1

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

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

Étape 3.7.2

Associez $6$ et $\frac{e^{3 x^{3} + 1}}{2 x^{3} + 3}$ .

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

Étape 3.7.3

Associez $\frac{6 e^{3 x^{3} + 1}}{2 x^{3} + 3}$ et $x^{2}$ .

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

Étape 4

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

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Étape 4.1

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

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

Étape 4.2

Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que $\frac{d}{d u_{2}} [a^{u_{2}}]$ est $a^{u_{2}} \ln (a)$ où $a$ = $e$ .

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

Étape 4.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{2}$ par $3 x^{3} + 1$ .

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

Étape 5

Différenciez.

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Étape 5.1

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

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

Étape 5.2

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

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

Étape 5.3

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

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

Étape 5.4

Multipliez $3$ par $3$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2}}{2 x^{3} + 3} + \ln (2 x^{3} + 3) (e^{3 x^{3} + 1} (9 x^{2} + \frac{d}{d x} [1]))$

Étape 5.5

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

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2}}{2 x^{3} + 3} + \ln (2 x^{3} + 3) (e^{3 x^{3} + 1} (9 x^{2} + 0))$

Étape 5.6

Additionnez $9 x^{2}$ et $0$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2}}{2 x^{3} + 3} + \ln (2 x^{3} + 3) (e^{3 x^{3} + 1} (9 x^{2}))$

Étape 6

Pour écrire $\ln (2 x^{3} + 3) (e^{3 x^{3} + 1} (9 x^{2}))$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2 x^{3} + 3}{2 x^{3} + 3}$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2}}{2 x^{3} + 3} + \frac{\ln (2 x^{3} + 3) (e^{3 x^{3} + 1} (9 x^{2})) (2 x^{3} + 3)}{2 x^{3} + 3}$

Étape 7

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln (2 x^{3} + 3) (e^{3 x^{3} + 1} (9 x^{2})) (2 x^{3} + 3)}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8

Simplifiez

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Étape 8.1

Simplifiez le numérateur.

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Étape 8.1.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 8.1.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + 9 \ln (2 x^{3} + 3) (e^{3 x^{3} + 1} x^{2}) (2 x^{3} + 3)}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.2

Simplifiez $9 \ln (2 x^{3} + 3)$ en déplaçant $9$ dans le logarithme.

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) (e^{3 x^{3} + 1} x^{2}) (2 x^{3} + 3)}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.3

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) (e^{3 x^{3} + 1} x^{2}) (2 x^{3}) + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) (e^{3 x^{3} + 1} x^{2}) \cdot 3}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.4

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + 2 \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) e^{3 x^{3} + 1} x^{2} x^{3} + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) (e^{3 x^{3} + 1} x^{2}) \cdot 3}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.5

Multipliez $\ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) (e^{3 x^{3} + 1} x^{2}) \cdot 3$ .

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Étape 8.1.1.5.1

Remettez dans l’ordre $\ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9})$ et $3$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + 2 \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) e^{3 x^{3} + 1} x^{2} x^{3} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot (3 \cdot \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}))}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.5.2

Simplifiez $3 \cdot \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9})$ en déplaçant $3$ dans le logarithme.

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + 2 \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) e^{3 x^{3} + 1} x^{2} x^{3} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot \ln ({({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{3})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.6

Simplifiez chaque terme.

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Étape 8.1.1.6.1

Multipliez $x^{2}$ par $x^{3}$ en additionnant les exposants.

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Étape 8.1.1.6.1.1

Déplacez $x^{3}$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + 2 \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) e^{3 x^{3} + 1} (x^{3} x^{2}) + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot \ln ({({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{3})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.6.1.2

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

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + 2 \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) e^{3 x^{3} + 1} x^{3 + 2} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot \ln ({({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{3})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.6.1.3

Additionnez $3$ et $2$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + 2 \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9}) e^{3 x^{3} + 1} x^{5} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot \ln ({({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{3})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.6.2

Simplifiez $2 \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9})$ en déplaçant $2$ dans le logarithme.

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln ({({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{2}) e^{3 x^{3} + 1} x^{5} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot \ln ({({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{3})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.6.3

Multipliez les exposants dans ${({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{2}$ .

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Étape 8.1.1.6.3.1

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9 \cdot 2}) e^{3 x^{3} + 1} x^{5} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot \ln ({({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{3})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.6.3.2

Multipliez $9$ par $2$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{18}) e^{3 x^{3} + 1} x^{5} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot \ln ({({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{3})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.6.4

Multipliez les exposants dans ${({(2 x^{3} + 3)}^{9})}^{3}$ .

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Étape 8.1.1.6.4.1

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{18}) e^{3 x^{3} + 1} x^{5} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{9 \cdot 3})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.1.6.4.2

Multipliez $9$ par $3$ .

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{18}) e^{3 x^{3} + 1} x^{5} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \cdot \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{27})}{2 x^{3} + 3}$

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{18}) e^{3 x^{3} + 1} x^{5} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{27})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.1.2

Remettez les facteurs dans l’ordre dans $6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{18}) e^{3 x^{3} + 1} x^{5} + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{27})$ .

$\frac{6 x^{2} e^{3 x^{3} + 1} + x^{5} e^{3 x^{3} + 1} \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{18}) + x^{2} e^{3 x^{3} + 1} \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{27})}{2 x^{3} + 3}$

Étape 8.2

Remettez les termes dans l’ordre.

$\frac{6 e^{3 x^{3} + 1} x^{2} + e^{3 x^{3} + 1} x^{5} \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{18}) + e^{3 x^{3} + 1} x^{2} \ln ({(2 x^{3} + 3)}^{27})}{2 x^{3} + 3}$