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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Écrivez comme une fonction.
Étape 2
Étape 2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2
Évaluez .
Étape 2.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.2
La dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3
Évaluez .
Étape 2.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.3.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.3.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3.3
La dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.4
Multipliez par .
Étape 2.3.5
Multipliez par .
Étape 2.4
Simplifiez
Étape 2.4.1
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 2.4.2
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.4.2.1
Remettez dans l’ordre et .
Étape 2.4.2.2
Remettez dans l’ordre et .
Étape 2.4.2.3
Appliquez l’identité d’angle double du sinus.
Étape 3
Étape 3.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2
Évaluez .
Étape 3.2.1
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.2.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.2.1.2
La dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.2.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.4
Multipliez par .
Étape 3.2.5
Déplacez à gauche de .
Étape 3.3
Évaluez .
Étape 3.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.3.2
La dérivée de par rapport à est .
Étape 3.3.3
Multipliez par .
Étape 4
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 5
Appliquez l’identité d’angle double du sinus.
Étape 6
Étape 6.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.2
Factorisez à partir de .
Étape 6.3
Factorisez à partir de .
Étape 7
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 8
Étape 8.1
Définissez égal à .
Étape 8.2
Résolvez pour .
Étape 8.2.1
Prenez le cosinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire de l’intérieur du cosinus.
Étape 8.2.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 8.2.2.1
La valeur exacte de est .
Étape 8.2.3
La fonction cosinus est positive dans les premier et quatrième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez l’angle de référence de pour déterminer la solution dans le quatrième quadrant.
Étape 8.2.4
Simplifiez .
Étape 8.2.4.1
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 8.2.4.2
Associez les fractions.
Étape 8.2.4.2.1
Associez et .
Étape 8.2.4.2.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 8.2.4.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 8.2.4.3.1
Multipliez par .
Étape 8.2.4.3.2
Soustrayez de .
Étape 8.2.5
La solution de l’équation est .
Étape 9
Étape 9.1
Définissez égal à .
Étape 9.2
Résolvez pour .
Étape 9.2.1
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 9.2.2
Prenez le sinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire de l’intérieur du sinus.
Étape 9.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 9.2.3.1
La valeur exacte de est .
Étape 9.2.4
La fonction sinus est négative dans les troisième et quatrième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez la solution de pour déterminer un angle de référence. Ajoutez ensuite cet angle de référence à pour déterminer la solution dans le troisième quadrant.
Étape 9.2.5
Simplifiez l’expression pour déterminer la deuxième solution.
Étape 9.2.5.1
Soustrayez de .
Étape 9.2.5.2
L’angle résultant de est positif, inférieur à et coterminal avec .
Étape 9.2.6
La solution de l’équation est .
Étape 10
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 11
Évaluez la dérivée seconde sur . Si la dérivée seconde est positive, il s’agit d’un minimum local. Si elle est négative, il s’agit d’un maximum local.
Étape 12
Étape 12.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 12.1.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 12.1.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 12.1.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 12.1.2
Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant. Rendez l’expression négative car le cosinus est négatif dans le deuxième quadrant.
Étape 12.1.3
La valeur exacte de est .
Étape 12.1.4
Multipliez .
Étape 12.1.4.1
Multipliez par .
Étape 12.1.4.2
Multipliez par .
Étape 12.1.5
La valeur exacte de est .
Étape 12.1.6
Multipliez par .
Étape 12.2
Soustrayez de .
Étape 13
est un maximum local car la valeur de la dérivée seconde est négative. On parle de test de la dérivée seconde.
est un maximum local
Étape 14
Étape 14.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 14.2
Simplifiez le résultat.
Étape 14.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 14.2.1.1
La valeur exacte de est .
Étape 14.2.1.2
Multipliez par .
Étape 14.2.1.3
La valeur exacte de est .
Étape 14.2.1.4
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 14.2.1.5
Multipliez par .
Étape 14.2.2
Additionnez et .
Étape 14.2.3
La réponse finale est .
Étape 15
Évaluez la dérivée seconde sur . Si la dérivée seconde est positive, il s’agit d’un minimum local. Si elle est négative, il s’agit d’un maximum local.
Étape 16
Étape 16.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 16.1.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 16.1.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 16.1.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 16.1.2
Soustrayez des rotations complètes de jusqu’à ce que l’angle soit supérieur ou égal à et inférieur à .
Étape 16.1.3
Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant. Rendez l’expression négative car le cosinus est négatif dans le deuxième quadrant.
Étape 16.1.4
La valeur exacte de est .
Étape 16.1.5
Multipliez .
Étape 16.1.5.1
Multipliez par .
Étape 16.1.5.2
Multipliez par .
Étape 16.1.6
Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant. Rendez l’expression négative car le sinus est négatif dans le quatrième quadrant.
Étape 16.1.7
La valeur exacte de est .
Étape 16.1.8
Multipliez .
Étape 16.1.8.1
Multipliez par .
Étape 16.1.8.2
Multipliez par .
Étape 16.2
Additionnez et .
Étape 17
Étape 17.1
Divisez en intervalles distincts autour des valeurs qui rendent la dérivée première ou indéfinie.
Étape 17.2
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 17.2.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 17.2.2
Simplifiez le résultat.
Étape 17.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 17.2.2.1.1
Multipliez par .
Étape 17.2.2.1.2
Évaluez .
Étape 17.2.2.1.3
Évaluez .
Étape 17.2.2.1.4
Multipliez par .
Étape 17.2.2.2
Soustrayez de .
Étape 17.2.2.3
La réponse finale est .
Étape 17.3
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 17.3.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 17.3.2
Simplifiez le résultat.
Étape 17.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 17.3.2.1.1
Multipliez par .
Étape 17.3.2.1.2
La valeur exacte de est .
Étape 17.3.2.1.3
La valeur exacte de est .
Étape 17.3.2.1.4
Multipliez par .
Étape 17.3.2.2
Additionnez et .
Étape 17.3.2.3
La réponse finale est .
Étape 17.4
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 17.4.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 17.4.2
Simplifiez le résultat.
Étape 17.4.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 17.4.2.1.1
Multipliez par .
Étape 17.4.2.1.2
Évaluez .
Étape 17.4.2.1.3
Évaluez .
Étape 17.4.2.1.4
Multipliez par .
Étape 17.4.2.2
Soustrayez de .
Étape 17.4.2.3
La réponse finale est .
Étape 17.5
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 17.5.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 17.5.2
Simplifiez le résultat.
Étape 17.5.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 17.5.2.1.1
Multipliez par .
Étape 17.5.2.1.2
Évaluez .
Étape 17.5.2.1.3
Évaluez .
Étape 17.5.2.1.4
Multipliez par .
Étape 17.5.2.2
Additionnez et .
Étape 17.5.2.3
La réponse finale est .
Étape 17.6
Comme la dérivée première a changé de signe de négative à positive autour de , est un minimum local.
est un minimum local
Étape 17.7
Comme la dérivée première a changé de signe de positive à négative autour de , est un maximum local.
est un maximum local
Étape 17.8
Comme la dérivée première a changé de signe de négative à positive autour de , est un minimum local.
est un minimum local
Étape 17.9
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
est un maximum local
est un minimum local
est un minimum local
est un maximum local
est un minimum local
Étape 18