Calcul infinitésimal Exemples

$y = \sqrt{x} e^{x^{2}} {(x^{2} + 1)}^{10}$

Étape 1

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

$\frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} {(x^{2} + 1)}^{10}]$

Étape 2

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 $f (x) = x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}$ et $g (x) = {(x^{2} + 1)}^{10}$ .

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [{(x^{2} + 1)}^{10}] + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 3

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = x^{10}$ et $g (x) = x^{2} + 1$ .

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Étape 3.1

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

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{10}] \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 3.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ est $n {u_{1}}^{n - 1}$ où $n = 10$ .

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {u_{1}}^{9} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 3.3

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

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} \frac{d}{d x} [x^{2} + 1]) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 4

Différenciez.

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Étape 4.1

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

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1])) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 4.2

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

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x + \frac{d}{d x} [1])) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 4.3

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

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x + 0)) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 4.4

Simplifiez l’expression.

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Étape 4.4.1

Additionnez $2 x$ et $0$ .

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (10 {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x)) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 4.4.2

Multipliez $2$ par $10$ .

$x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9} x) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 5

Élevez $x$ à la puissance $1$ .

$x^{1} x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 6

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

$x^{1 + \frac{1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 7

Simplifiez l’expression.

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Étape 7.1

Écrivez $1$ comme une fraction avec un dénominateur commun.

$x^{\frac{2}{2} + \frac{1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 7.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$x^{\frac{2 + 1}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 7.3

Additionnez $2$ et $1$ .

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}} e^{x^{2}}]$

Étape 8

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [e^{x^{2}}] + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 9

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 $g (x) = x^{2}$ .

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Étape 9.1

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} (\frac{d}{d u_{2}} [e^{u_{2}}] \frac{d}{d x} [x^{2}]) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 9.2

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} (e^{u_{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 9.3

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 10

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{1}{2}} (e^{x^{2}} (2 x)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 11

Multipliez $x^{\frac{1}{2}}$ par $x$ en additionnant les exposants.

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Étape 11.1

Déplacez $x$ .

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x \cdot x^{\frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 11.2

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

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Étape 11.2.1

Élevez $x$ à la puissance $1$ .

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{1} x^{\frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 11.2.2

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{1 + \frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 11.3

Écrivez $1$ comme une fraction avec un dénominateur commun.

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{2}{2} + \frac{1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 11.4

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{2 + 1}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 11.5

Additionnez $2$ et $1$ .

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (e^{x^{2}} \cdot (2)) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 12

Déplacez $2$ à gauche de $e^{x^{2}}$ .

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 \cdot e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}])$

Étape 13

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1}))$

Étape 14

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}}))$

Étape 15

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}}))$

Étape 16

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}}))$

Étape 17

Simplifiez le numérateur.

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Étape 17.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 2}{2}}))$

Étape 17.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{\frac{- 1}{2}}))$

Étape 18

Placez le signe moins devant la fraction.

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} (\frac{1}{2} x^{- \frac{1}{2}}))$

Étape 19

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + e^{x^{2}} \frac{x^{- \frac{1}{2}}}{2})$

Étape 20

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + \frac{e^{x^{2}} x^{- \frac{1}{2}}}{2})$

Étape 21

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

$x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (20 {(x^{2} + 1)}^{9}) + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}})$

Étape 22

Simplifiez

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Étape 22.1

Remettez les termes dans l’ordre.

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + {(x^{2} + 1)}^{10} (x^{\frac{3}{2}} (2 e^{x^{2}}) + \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}})$

Étape 22.2

Simplifiez chaque terme.

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Étape 22.2.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + {(x^{2} + 1)}^{10} (2 x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} + \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}})$

Étape 22.2.2

Appliquez la propriété distributive.

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + {(x^{2} + 1)}^{10} (2 x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.3

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + 2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} + {(x^{2} + 1)}^{10} \frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.4

Associez ${(x^{2} + 1)}^{10}$ et $\frac{e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + 2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.5

Pour écrire $2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}}$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + 2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} \cdot \frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.6

Associez $2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}}$ et $\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})}{2 x^{\frac{1}{2}}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.7

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.8

Simplifiez le numérateur.

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Étape 22.2.8.1

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ à partir de $2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ .

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Étape 22.2.8.1.1

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ à partir de $2 {(x^{2} + 1)}^{10} x^{\frac{3}{2}} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.8.1.2

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ à partir de ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.8.1.3

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}}$ à partir de ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (1)$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (2 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.8.2

Associez les exposants.

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Étape 22.2.8.2.1

Multipliez $2$ par $2$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{\frac{3}{2}} x^{\frac{1}{2}} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.8.2.2

Multipliez $x^{\frac{3}{2}}$ par $x^{\frac{1}{2}}$ en additionnant les exposants.

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Étape 22.2.8.2.2.1

Déplacez $x^{\frac{1}{2}}$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 (x^{\frac{1}{2}} x^{\frac{3}{2}}) + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.8.2.2.2

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

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{\frac{1}{2} + \frac{3}{2}} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.8.2.2.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{\frac{1 + 3}{2}} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.8.2.2.4

Additionnez $1$ et $3$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{\frac{4}{2}} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2.8.2.2.5

Divisez $4$ par $2$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.3

Pour écrire $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9}$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ .

$20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} \cdot \frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.4

Associez $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9}$ et $\frac{2 x^{\frac{1}{2}}}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x^{\frac{1}{2}})}{2 x^{\frac{1}{2}}} + \frac{{(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x^{\frac{1}{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 22.6.1

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{9}$ à partir de $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x^{\frac{1}{2}}) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)$ .

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Étape 22.6.1.1

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{9}$ à partir de $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (2 x^{\frac{1}{2}})$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.1.2

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{9}$ à partir de ${(x^{2} + 1)}^{10} e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{9} ((x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.1.3

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{9}$ à partir de ${(x^{2} + 1)}^{9} (20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + {(x^{2} + 1)}^{9} ((x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1))$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + (x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.2

Factorisez $e^{x^{2}}$ à partir de $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + (x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)$ .

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Étape 22.6.2.1

Factorisez $e^{x^{2}}$ à partir de $20 e^{x^{2}} x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + (x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.2.2

Factorisez $e^{x^{2}}$ à partir de $(x^{2} + 1) e^{x^{2}} (4 x^{2} + 1)$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + e^{x^{2}} ((x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.2.3

Factorisez $e^{x^{2}}$ à partir de $e^{x^{2}} (20 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}})) + e^{x^{2}} ((x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1))$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 x^{\frac{3}{2}} (2 x^{\frac{1}{2}}) + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.3

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{\frac{3}{2}} x^{\frac{1}{2}} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.4

Multipliez $x^{\frac{3}{2}}$ par $x^{\frac{1}{2}}$ en additionnant les exposants.

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Étape 22.6.4.1

Déplacez $x^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 (x^{\frac{1}{2}} x^{\frac{3}{2}}) + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.4.2

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

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{\frac{1}{2} + \frac{3}{2}} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.4.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{\frac{1 + 3}{2}} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.4.4

Additionnez $1$ et $3$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{\frac{4}{2}} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.4.5

Divisez $4$ par $2$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (20 \cdot 2 x^{2} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.5

Multipliez $20$ par $2$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + (x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.6

Développez $(x^{2} + 1) (4 x^{2} + 1)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 22.6.6.1

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + x^{2} (4 x^{2} + 1) + 1 (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.6.2

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + x^{2} (4 x^{2}) + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2} + 1)))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.6.3

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + x^{2} (4 x^{2}) + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.7

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 22.6.7.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 22.6.7.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{2} x^{2} + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.7.1.2

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

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Étape 22.6.7.1.2.1

Déplacez $x^{2}$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 (x^{2} x^{2}) + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.7.1.2.2

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

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{2 + 2} + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.7.1.2.3

Additionnez $2$ et $2$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + x^{2} \cdot 1 + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.7.1.3

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

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + x^{2} + 1 (4 x^{2}) + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.7.1.4

Multipliez $4 x^{2}$ par $1$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + x^{2} + 4 x^{2} + 1 \cdot 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.7.1.5

Multipliez $1$ par $1$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + x^{2} + 4 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.7.2

Additionnez $x^{2}$ et $4 x^{2}$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} (e^{x^{2}} (40 x^{2} + 4 x^{4} + 5 x^{2} + 1))}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.6.8

Additionnez $40 x^{2}$ et $5 x^{2}$ .

$\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} e^{x^{2}} (4 x^{4} + 45 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.7

Remettez les facteurs dans l’ordre dans $\frac{{(x^{2} + 1)}^{9} e^{x^{2}} (4 x^{4} + 45 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{e^{x^{2}} {(x^{2} + 1)}^{9} (4 x^{4} + 45 x^{2} + 1)}{2 x^{\frac{1}{2}}}$