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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 1.2
Différenciez.
Étape 1.2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.4
Simplifiez l’expression.
Étape 1.2.4.1
Additionnez et .
Étape 1.2.4.2
Multipliez par .
Étape 1.2.5
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.7
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.9
Multipliez par .
Étape 1.2.10
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.11
Additionnez et .
Étape 1.3
Simplifiez
Étape 1.3.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.3.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 1.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.3.2.1.1
Multipliez par .
Étape 1.3.2.1.2
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 1.3.2.1.2.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.3.2.1.2.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.3.2.1.2.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.3.2.1.3
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 1.3.2.1.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.3.2.1.3.1.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.3.2.1.3.1.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 1.3.2.1.3.1.2.1
Déplacez .
Étape 1.3.2.1.3.1.2.2
Multipliez par .
Étape 1.3.2.1.3.1.3
Multipliez par .
Étape 1.3.2.1.3.1.4
Multipliez .
Étape 1.3.2.1.3.1.4.1
Multipliez par .
Étape 1.3.2.1.3.1.4.2
Multipliez par .
Étape 1.3.2.1.3.1.5
Multipliez par .
Étape 1.3.2.1.3.1.6
Multipliez par .
Étape 1.3.2.1.3.2
Additionnez et .
Étape 1.3.2.2
Associez les termes opposés dans .
Étape 1.3.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 1.3.2.2.2
Additionnez et .
Étape 1.3.2.3
Soustrayez de .
Étape 1.3.2.4
Additionnez et .
Étape 1.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.4
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.5
Réécrivez comme .
Étape 1.3.6
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.7
Réécrivez comme .
Étape 1.3.8
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2
Étape 2.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 2.2
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 2.3
Multipliez les exposants dans .
Étape 2.3.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 2.3.2
Multipliez par .
Étape 2.4
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 2.5
Différenciez.
Étape 2.5.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.5.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.5.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.5.4
Simplifiez l’expression.
Étape 2.5.4.1
Additionnez et .
Étape 2.5.4.2
Multipliez par .
Étape 2.5.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.5.6
Simplifiez en ajoutant des termes.
Étape 2.5.6.1
Multipliez par .
Étape 2.5.6.2
Additionnez et .
Étape 2.6
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.6.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.6.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.6.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.7
Simplifiez en factorisant.
Étape 2.7.1
Multipliez par .
Étape 2.7.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.7.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.7.2.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.7.2.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.8
Annulez les facteurs communs.
Étape 2.8.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.8.2
Annulez le facteur commun.
Étape 2.8.3
Réécrivez l’expression.
Étape 2.9
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.10
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.11
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.12
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.13
Multipliez par .
Étape 2.14
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.15
Additionnez et .
Étape 2.16
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.17
Simplifiez l’expression.
Étape 2.17.1
Multipliez par .
Étape 2.17.2
Additionnez et .
Étape 2.18
Simplifiez
Étape 2.18.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.18.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.18.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.18.2.1.1
Développez en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.
Étape 2.18.2.1.2
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.18.2.1.2.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.18.2.1.2.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.18.2.1.2.2.1
Déplacez .
Étape 2.18.2.1.2.2.2
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.2.2.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.18.2.1.2.2.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.18.2.1.2.2.3
Additionnez et .
Étape 2.18.2.1.2.3
Déplacez à gauche de .
Étape 2.18.2.1.2.4
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.18.2.1.2.5
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.18.2.1.2.5.1
Déplacez .
Étape 2.18.2.1.2.5.2
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.2.6
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.2.7
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.2.8
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.2.9
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.18.2.1.4
Additionnez et .
Étape 2.18.2.1.5
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.18.2.1.5.1
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.18.2.1.5.1.1
Déplacez .
Étape 2.18.2.1.5.1.2
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.5.2
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.6
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 2.18.2.1.6.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.18.2.1.6.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.18.2.1.6.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.18.2.1.7
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 2.18.2.1.7.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.18.2.1.7.1.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.18.2.1.7.1.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.18.2.1.7.1.2.1
Déplacez .
Étape 2.18.2.1.7.1.2.2
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.7.1.2.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.18.2.1.7.1.2.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.18.2.1.7.1.2.3
Additionnez et .
Étape 2.18.2.1.7.1.3
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.7.1.4
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.7.1.5
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.18.2.1.7.1.6
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.18.2.1.7.1.6.1
Déplacez .
Étape 2.18.2.1.7.1.6.2
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.7.1.7
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.7.1.8
Multipliez par .
Étape 2.18.2.1.7.2
Additionnez et .
Étape 2.18.2.2
Associez les termes opposés dans .
Étape 2.18.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 2.18.2.2.2
Additionnez et .
Étape 2.18.2.3
Soustrayez de .
Étape 2.18.2.4
Additionnez et .
Étape 2.18.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.3.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.3.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.7
Réécrivez comme .
Étape 2.18.8
Factorisez à partir de .
Étape 2.18.9
Réécrivez comme .
Étape 2.18.10
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.18.11
Multipliez par .
Étape 2.18.12
Multipliez par .
Étape 3
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 4
Étape 4.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 4.1.1
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 4.1.2
Différenciez.
Étape 4.1.2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.4
Simplifiez l’expression.
Étape 4.1.2.4.1
Additionnez et .
Étape 4.1.2.4.2
Multipliez par .
Étape 4.1.2.5
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.7
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.9
Multipliez par .
Étape 4.1.2.10
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.11
Additionnez et .
Étape 4.1.3
Simplifiez
Étape 4.1.3.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.3.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 4.1.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 4.1.3.2.1.1
Multipliez par .
Étape 4.1.3.2.1.2
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 4.1.3.2.1.2.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.3.2.1.2.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.3.2.1.2.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.3.2.1.3
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 4.1.3.2.1.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 4.1.3.2.1.3.1.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 4.1.3.2.1.3.1.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 4.1.3.2.1.3.1.2.1
Déplacez .
Étape 4.1.3.2.1.3.1.2.2
Multipliez par .
Étape 4.1.3.2.1.3.1.3
Multipliez par .
Étape 4.1.3.2.1.3.1.4
Multipliez .
Étape 4.1.3.2.1.3.1.4.1
Multipliez par .
Étape 4.1.3.2.1.3.1.4.2
Multipliez par .
Étape 4.1.3.2.1.3.1.5
Multipliez par .
Étape 4.1.3.2.1.3.1.6
Multipliez par .
Étape 4.1.3.2.1.3.2
Additionnez et .
Étape 4.1.3.2.2
Associez les termes opposés dans .
Étape 4.1.3.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 4.1.3.2.2.2
Additionnez et .
Étape 4.1.3.2.3
Soustrayez de .
Étape 4.1.3.2.4
Additionnez et .
Étape 4.1.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.4
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.5
Réécrivez comme .
Étape 4.1.3.6
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.7
Réécrivez comme .
Étape 4.1.3.8
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 4.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 5
Étape 5.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 5.2
Définissez le numérateur égal à zéro.
Étape 5.3
Résolvez l’équation pour .
Étape 5.3.1
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 5.3.2
Définissez égal à .
Étape 5.3.3
Définissez égal à et résolvez .
Étape 5.3.3.1
Définissez égal à .
Étape 5.3.3.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 5.3.4
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 6
Étape 6.1
Le domaine de l’expression est l’ensemble des nombres réels excepté là où l’expression est indéfinie. Dans ce cas, aucun nombre réel ne rend l’expression indéfinie.
Étape 7
Points critiques à évaluer.
Étape 8
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 9
Étape 9.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 9.1.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.2
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.3
Multipliez par .
Étape 9.1.4
Additionnez et .
Étape 9.1.5
Additionnez et .
Étape 9.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 9.2.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.2.2
Multipliez par .
Étape 9.2.3
Additionnez et .
Étape 9.2.4
Additionnez et .
Étape 9.2.5
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 9.3
Simplifiez l’expression.
Étape 9.3.1
Multipliez par .
Étape 9.3.2
Divisez par .
Étape 10
est un minimum local car la valeur de la dérivée seconde est positive. On parle de test de la dérivée seconde.
est un minimum local
Étape 11
Étape 11.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.2
Simplifiez le résultat.
Étape 11.2.1
Soustrayez de .
Étape 11.2.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 11.2.2.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.2.2.2
Multipliez par .
Étape 11.2.2.3
Additionnez et .
Étape 11.2.2.4
Additionnez et .
Étape 11.2.3
Divisez par .
Étape 11.2.4
La réponse finale est .
Étape 12
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 13
Étape 13.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 13.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.3
Multipliez par .
Étape 13.1.4
Soustrayez de .
Étape 13.1.5
Additionnez et .
Étape 13.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 13.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 13.2.2
Multipliez par .
Étape 13.2.3
Soustrayez de .
Étape 13.2.4
Additionnez et .
Étape 13.2.5
Élevez à la puissance .
Étape 13.3
Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.
Étape 13.3.1
Multipliez par .
Étape 13.3.2
Annulez le facteur commun à et .
Étape 13.3.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 13.3.2.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 13.3.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 13.3.2.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 13.3.2.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 13.3.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 14
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 15
Étape 15.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 15.2
Simplifiez le résultat.
Étape 15.2.1
Soustrayez de .
Étape 15.2.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 15.2.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 15.2.2.2
Multipliez par .
Étape 15.2.2.3
Soustrayez de .
Étape 15.2.2.4
Additionnez et .
Étape 15.2.3
La réponse finale est .
Étape 16
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
est un maximum local
Étape 17