Calcul infinitésimal Exemples

$f (x) = 4 x - x^{2}$

Étape 1

Étudiez la formule des quotients différentiels.

$\frac{f (x + h) - f (x)}{h}$

Étape 2

Déterminez les composants de la définition.

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Étape 2.1

Évaluez la fonction sur $x = x + h$ .

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Étape 2.1.1

Remplacez la variable $x$ par $x + h$ dans l’expression.

$f (x + h) = 4 (x + h) - {(x + h)}^{2}$

Étape 2.1.2

Simplifiez le résultat.

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Étape 2.1.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 2.1.2.1.1

Appliquez la propriété distributive.

$f (x + h) = 4 x + 4 h - {(x + h)}^{2}$

Étape 2.1.2.1.2

Réécrivez ${(x + h)}^{2}$ comme $(x + h) (x + h)$ .

$f (x + h) = 4 x + 4 h - ((x + h) (x + h))$

Étape 2.1.2.1.3

Développez $(x + h) (x + h)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 2.1.2.1.3.1

Appliquez la propriété distributive.

$f (x + h) = 4 x + 4 h - (x (x + h) + h (x + h))$

Étape 2.1.2.1.3.2

Appliquez la propriété distributive.

$f (x + h) = 4 x + 4 h - (x \cdot x + x h + h (x + h))$

Étape 2.1.2.1.3.3

Appliquez la propriété distributive.

$f (x + h) = 4 x + 4 h - (x \cdot x + x h + h x + h \cdot h)$

Étape 2.1.2.1.4

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 2.1.2.1.4.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 2.1.2.1.4.1.1

Multipliez $x$ par $x$ .

$f (x + h) = 4 x + 4 h - (x^{2} + x h + h x + h \cdot h)$

Étape 2.1.2.1.4.1.2

Multipliez $h$ par $h$ .

$f (x + h) = 4 x + 4 h - (x^{2} + x h + h x + h^{2})$

Étape 2.1.2.1.4.2

Additionnez $x h$ et $h x$ .

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Étape 2.1.2.1.4.2.1

Remettez dans l’ordre $x$ et $h$ .

$f (x + h) = 4 x + 4 h - (x^{2} + h x + h x + h^{2})$

Étape 2.1.2.1.4.2.2

Additionnez $h x$ et $h x$ .

$f (x + h) = 4 x + 4 h - (x^{2} + 2 h x + h^{2})$

Étape 2.1.2.1.5

Appliquez la propriété distributive.

$f (x + h) = 4 x + 4 h - x^{2} - (2 h x) - h^{2}$

Étape 2.1.2.1.6

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$f (x + h) = 4 x + 4 h - x^{2} - 2 h x - h^{2}$

Étape 2.1.2.2

La réponse finale est $4 x + 4 h - x^{2} - 2 h x - h^{2}$ .

$4 x + 4 h - x^{2} - 2 h x - h^{2}$

Étape 2.2

Remettez dans l’ordre.

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Étape 2.2.1

Déplacez $4 x$ .

$4 h - x^{2} - 2 h x - h^{2} + 4 x$

Étape 2.2.2

Déplacez $4 h$ .

$- x^{2} - 2 h x - h^{2} + 4 h + 4 x$

Étape 2.2.3

Déplacez $- x^{2}$ .

$- 2 h x - h^{2} - x^{2} + 4 h + 4 x$

Étape 2.2.4

Remettez dans l’ordre $- 2 h x$ et $- h^{2}$ .

$- h^{2} - 2 h x - x^{2} + 4 h + 4 x$

Étape 2.3

Déterminez les composants de la définition.

$f (x + h) = - h^{2} - 2 h x - x^{2} + 4 h + 4 x$

$f (x) = 4 x - x^{2}$

$f (x + h) = - h^{2} - 2 h x - x^{2} + 4 h + 4 x$

$f (x) = 4 x - x^{2}$

Étape 3

Insérez les composants.

$\frac{f (x + h) - f (x)}{h} = \frac{- h^{2} - 2 h x - x^{2} + 4 h + 4 x - (4 x - x^{2})}{h}$

Étape 4

Simplifiez

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Étape 4.1

Simplifiez le numérateur.

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Étape 4.1.1

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 4.1.2

Multipliez $4$ par $- 1$ .

$\frac{- h^{2} - 2 h x - x^{2} + 4 h + 4 x - 4 x - - x^{2}}{h}$

Étape 4.1.3

Multipliez $- - x^{2}$ .

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Étape 4.1.3.1

Multipliez $- 1$ par $- 1$ .

$\frac{- h^{2} - 2 h x - x^{2} + 4 h + 4 x - 4 x + 1 x^{2}}{h}$

Étape 4.1.3.2

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

$\frac{- h^{2} - 2 h x - x^{2} + 4 h + 4 x - 4 x + x^{2}}{h}$

Étape 4.1.4

Additionnez $- x^{2}$ et $x^{2}$ .

$\frac{- h^{2} - 2 h x + 4 h + 4 x - 4 x + 0}{h}$

Étape 4.1.5

Additionnez $- h^{2} - 2 h x + 4 h + 4 x - 4 x$ et $0$ .

$\frac{- h^{2} - 2 h x + 4 h + 4 x - 4 x}{h}$

Étape 4.1.6

Soustrayez $4 x$ de $4 x$ .

$\frac{- h^{2} - 2 h x + 4 h + 0}{h}$

Étape 4.1.7

Additionnez $- h^{2} - 2 h x + 4 h$ et $0$ .

$\frac{- h^{2} - 2 h x + 4 h}{h}$

Étape 4.1.8

Factorisez $h$ à partir de $- h^{2} - 2 h x + 4 h$ .

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Étape 4.1.8.1

Factorisez $h$ à partir de $- h^{2}$ .

$\frac{h (- h) - 2 h x + 4 h}{h}$

Étape 4.1.8.2

Factorisez $h$ à partir de $- 2 h x$ .

$\frac{h (- h) + h (- 2 x) + 4 h}{h}$

Étape 4.1.8.3

Factorisez $h$ à partir de $4 h$ .

$\frac{h (- h) + h (- 2 x) + h \cdot 4}{h}$

Étape 4.1.8.4

Factorisez $h$ à partir de $h (- h) + h (- 2 x)$ .

$\frac{h (- h - 2 x) + h \cdot 4}{h}$

Étape 4.1.8.5

Factorisez $h$ à partir de $h (- h - 2 x) + h \cdot 4$ .

$\frac{h (- h - 2 x + 4)}{h}$

Étape 4.2

Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.

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Étape 4.2.1

Annulez le facteur commun de $h$ .

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Étape 4.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{h (- h - 2 x + 4)}{h}$

Étape 4.2.1.2

Divisez $- h - 2 x + 4$ par $1$ .

$- h - 2 x + 4$

Étape 4.2.2

Remettez dans l’ordre $- h$ et $- 2 x$ .

$- 2 x - h + 4$

Étape 5