Calcul infinitésimal Exemples

$x^{\frac{8}{3}} - 4 x^{\frac{5}{3}}$

Étape 1

Déterminez la dérivée première.

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Étape 1.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x^{\frac{8}{3}} - 4 x^{\frac{5}{3}}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x^{\frac{8}{3}}] + \frac{d}{d x} [- 4 x^{\frac{5}{3}}]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{\frac{8}{3}}] + \frac{d}{d x} [- 4 x^{\frac{5}{3}}]$

Étape 1.2

Évaluez $\frac{d}{d x} [x^{\frac{8}{3}}]$ .

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Étape 1.2.1

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{8}{3}$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{8}{3} - 1} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{\frac{5}{3}}]$

Étape 1.2.2

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{8}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{\frac{5}{3}}]$

Étape 1.2.3

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{8}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{\frac{5}{3}}]$

Étape 1.2.4

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{8}{3} x^{\frac{8 - 1 \cdot 3}{3}} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{\frac{5}{3}}]$

Étape 1.2.5

Simplifiez le numérateur.

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Étape 1.2.5.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{8 - 3}{3}} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{\frac{5}{3}}]$

Étape 1.2.5.2

Soustrayez $3$ de $8$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} + \frac{d}{d x} [- 4 x^{\frac{5}{3}}]$

Étape 1.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [- 4 x^{\frac{5}{3}}]$ .

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Étape 1.3.1

Comme $- 4$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 4 x^{\frac{5}{3}}$ par rapport à $x$ est $- 4 \frac{d}{d x} [x^{\frac{5}{3}}]$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} - 4 \frac{d}{d x} [x^{\frac{5}{3}}]$

Étape 1.3.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{5}{3}$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} - 4 (\frac{5}{3} x^{\frac{5}{3} - 1})$

Étape 1.3.3

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} - 4 (\frac{5}{3} x^{\frac{5}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}})$

Étape 1.3.4

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} - 4 (\frac{5}{3} x^{\frac{5}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}})$

Étape 1.3.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} - 4 (\frac{5}{3} x^{\frac{5 - 1 \cdot 3}{3}})$

Étape 1.3.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 1.3.6.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} - 4 (\frac{5}{3} x^{\frac{5 - 3}{3}})$

Étape 1.3.6.2

Soustrayez $3$ de $5$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} - 4 (\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}})$

Étape 1.3.7

Associez $\frac{5}{3}$ et $x^{\frac{2}{3}}$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} - 4 \frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3}$

Étape 1.3.8

Associez $- 4$ et $\frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3}$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} + \frac{- 4 (5 x^{\frac{2}{3}})}{3}$

Étape 1.3.9

Multipliez $5$ par $- 4$ .

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} + \frac{- 20 x^{\frac{2}{3}}}{3}$

Étape 1.3.10

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{8}{3} x^{\frac{5}{3}} - \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}$

Étape 1.4

Associez $\frac{8}{3}$ et $x^{\frac{5}{3}}$ .

$f' (x) = \frac{8 x^{\frac{5}{3}}}{3} - \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}$

Étape 2

Déterminez la dérivée seconde.

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Étape 2.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $\frac{8 x^{\frac{5}{3}}}{3} - \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [\frac{8 x^{\frac{5}{3}}}{3}] + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$ .

$\frac{d}{d x} [\frac{8 x^{\frac{5}{3}}}{3}] + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2

Évaluez $\frac{d}{d x} [\frac{8 x^{\frac{5}{3}}}{3}]$ .

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Étape 2.2.1

Comme $\frac{8}{3}$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $\frac{8 x^{\frac{5}{3}}}{3}$ par rapport à $x$ est $\frac{8}{3} \frac{d}{d x} [x^{\frac{5}{3}}]$ .

$\frac{8}{3} \frac{d}{d x} [x^{\frac{5}{3}}] + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{5}{3}$ .

$\frac{8}{3} (\frac{5}{3} x^{\frac{5}{3} - 1}) + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.3

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{8}{3} (\frac{5}{3} x^{\frac{5}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.4

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{8}{3} (\frac{5}{3} x^{\frac{5}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{8}{3} (\frac{5}{3} x^{\frac{5 - 1 \cdot 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 2.2.6.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{8}{3} (\frac{5}{3} x^{\frac{5 - 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.6.2

Soustrayez $3$ de $5$ .

$\frac{8}{3} (\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.7

Associez $\frac{5}{3}$ et $x^{\frac{2}{3}}$ .

$\frac{8}{3} \cdot \frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3} + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.8

Multipliez $\frac{8}{3}$ par $\frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3}$ .

$\frac{8 (5 x^{\frac{2}{3}})}{3 \cdot 3} + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.9

Multipliez $5$ par $8$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{3 \cdot 3} + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.2.10

Multipliez $3$ par $3$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} + \frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$

Étape 2.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$ .

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Étape 2.3.1

Comme $- \frac{20}{3}$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- \frac{20 x^{\frac{2}{3}}}{3}$ par rapport à $x$ est $- \frac{20}{3} \frac{d}{d x} [x^{\frac{2}{3}}]$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{20}{3} \frac{d}{d x} [x^{\frac{2}{3}}]$

Étape 2.3.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{2}{3}$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{20}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1})$

Étape 2.3.3

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{20}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}})$

Étape 2.3.4

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{20}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}})$

Étape 2.3.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{20}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 1 \cdot 3}{3}})$

Étape 2.3.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 2.3.6.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{20}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 3}{3}})$

Étape 2.3.6.2

Soustrayez $3$ de $2$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{20}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{- 1}{3}})$

Étape 2.3.7

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{20}{3} (\frac{2}{3} x^{- \frac{1}{3}})$

Étape 2.3.8

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

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{20}{3} \cdot \frac{2 x^{- \frac{1}{3}}}{3}$

Étape 2.3.9

Multipliez $\frac{2 x^{- \frac{1}{3}}}{3}$ par $\frac{20}{3}$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{2 x^{- \frac{1}{3}} \cdot 20}{3 \cdot 3}$

Étape 2.3.10

Multipliez $20$ par $2$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{40 x^{- \frac{1}{3}}}{3 \cdot 3}$

Étape 2.3.11

Multipliez $3$ par $3$ .

$\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{40 x^{- \frac{1}{3}}}{9}$

Étape 2.3.12

Placez $x^{- \frac{1}{3}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$f'' (x) = \frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}$

Étape 3

Déterminez la dérivée troisième.

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Étape 3.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9} - \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9}] + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$ .

$\frac{d}{d x} [\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9}] + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2

Évaluez $\frac{d}{d x} [\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9}]$ .

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Étape 3.2.1

Comme $\frac{40}{9}$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $\frac{40 x^{\frac{2}{3}}}{9}$ par rapport à $x$ est $\frac{40}{9} \frac{d}{d x} [x^{\frac{2}{3}}]$ .

$\frac{40}{9} \frac{d}{d x} [x^{\frac{2}{3}}] + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{2}{3}$ .

$\frac{40}{9} (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.3

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{40}{9} (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.4

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{40}{9} (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{40}{9} (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 1 \cdot 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.2.6.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{40}{9} (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.6.2

Soustrayez $3$ de $2$ .

$\frac{40}{9} (\frac{2}{3} x^{\frac{- 1}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.7

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{40}{9} (\frac{2}{3} x^{- \frac{1}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.8

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

$\frac{40}{9} \cdot \frac{2 x^{- \frac{1}{3}}}{3} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.9

Multipliez $\frac{40}{9}$ par $\frac{2 x^{- \frac{1}{3}}}{3}$ .

$\frac{40 (2 x^{- \frac{1}{3}})}{9 \cdot 3} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.10

Multipliez $2$ par $40$ .

$\frac{80 x^{- \frac{1}{3}}}{9 \cdot 3} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.11

Multipliez $9$ par $3$ .

$\frac{80 x^{- \frac{1}{3}}}{27} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.2.12

Placez $x^{- \frac{1}{3}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}]$ .

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Étape 3.3.1

Comme $- \frac{40}{9}$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- \frac{40}{9 x^{\frac{1}{3}}}$ par rapport à $x$ est $- \frac{40}{9} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}]$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 3.3.2

Réécrivez $\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}$ comme ${(x^{\frac{1}{3}})}^{- 1}$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} \frac{d}{d x} [{(x^{\frac{1}{3}})}^{- 1}]$

Étape 3.3.3

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

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Étape 3.3.3.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $x^{\frac{1}{3}}$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (\frac{d}{d u} [u^{- 1}] \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}])$

Étape 3.3.3.2

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

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- u^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}])$

Étape 3.3.3.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $x^{\frac{1}{3}}$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- {(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}])$

Étape 3.3.4

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

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- {(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1}))$

Étape 3.3.5

Multipliez les exposants dans ${(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2}$ .

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Étape 3.3.5.1

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

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{\frac{1}{3} \cdot - 2} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1}))$

Étape 3.3.5.2

Associez $\frac{1}{3}$ et $- 2$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{\frac{- 2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1}))$

Étape 3.3.5.3

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1}))$

Étape 3.3.6

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}}))$

Étape 3.3.7

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}}))$

Étape 3.3.8

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 1 \cdot 3}{3}}))$

Étape 3.3.9

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.3.9.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 3}{3}}))$

Étape 3.3.9.2

Soustrayez $3$ de $1$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{- 2}{3}}))$

Étape 3.3.10

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}}))$

Étape 3.3.11

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

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- x^{- \frac{2}{3}} \frac{x^{- \frac{2}{3}}}{3})$

Étape 3.3.12

Associez $\frac{x^{- \frac{2}{3}}}{3}$ et $x^{- \frac{2}{3}}$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- \frac{x^{- \frac{2}{3}} x^{- \frac{2}{3}}}{3})$

Étape 3.3.13

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

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Étape 3.3.13.1

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

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- \frac{x^{- \frac{2}{3} - \frac{2}{3}}}{3})$

Étape 3.3.13.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- \frac{x^{\frac{- 2 - 2}{3}}}{3})$

Étape 3.3.13.3

Soustrayez $2$ de $- 2$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- \frac{x^{\frac{- 4}{3}}}{3})$

Étape 3.3.13.4

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- \frac{x^{- \frac{4}{3}}}{3})$

Étape 3.3.14

Placez $x^{- \frac{4}{3}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{9} (- \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}})$

Étape 3.3.15

Multipliez $- 1$ par $- 1$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} + 1 (\frac{40}{9}) \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$

Étape 3.3.16

Multipliez $\frac{40}{9}$ par $1$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9} \cdot \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$

Étape 3.3.17

Multipliez $\frac{40}{9}$ par $\frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$ .

$\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 (3 x^{\frac{4}{3}})}$

Étape 3.3.18

Multipliez $3$ par $9$ .

$f''' (x) = \frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}$

Étape 4

Déterminez la dérivée quatrième.

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Étape 4.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}}] + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$ .

$\frac{d}{d x} [\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}}] + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2

Évaluez $\frac{d}{d x} [\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}}]$ .

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Étape 4.2.1

Comme $\frac{80}{27}$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $\frac{80}{27 x^{\frac{1}{3}}}$ par rapport à $x$ est $\frac{80}{27} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}]$ .

$\frac{80}{27} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}] + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.2

Réécrivez $\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}$ comme ${(x^{\frac{1}{3}})}^{- 1}$ .

$\frac{80}{27} \frac{d}{d x} [{(x^{\frac{1}{3}})}^{- 1}] + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.3

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

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Étape 4.2.3.1

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

$\frac{80}{27} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{- 1}] \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}]) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.3.2

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 $n = - 1$ .

$\frac{80}{27} (- {u_{1}}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}]) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.3.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{1}$ par $x^{\frac{1}{3}}$ .

$\frac{80}{27} (- {(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}]) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.4

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

$\frac{80}{27} (- {(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.5

Multipliez les exposants dans ${(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2}$ .

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Étape 4.2.5.1

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

$\frac{80}{27} (- x^{\frac{1}{3} \cdot - 2} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.5.2

Associez $\frac{1}{3}$ et $- 2$ .

$\frac{80}{27} (- x^{\frac{- 2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.5.3

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{80}{27} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.6

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{80}{27} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.7

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{80}{27} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.8

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{80}{27} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 1 \cdot 3}{3}})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.9

Simplifiez le numérateur.

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Étape 4.2.9.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{80}{27} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 3}{3}})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.9.2

Soustrayez $3$ de $1$ .

$\frac{80}{27} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{- 2}{3}})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.10

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{80}{27} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}})) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.11

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

$\frac{80}{27} (- x^{- \frac{2}{3}} \frac{x^{- \frac{2}{3}}}{3}) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.12

Associez $\frac{x^{- \frac{2}{3}}}{3}$ et $x^{- \frac{2}{3}}$ .

$\frac{80}{27} (- \frac{x^{- \frac{2}{3}} x^{- \frac{2}{3}}}{3}) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.13

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

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Étape 4.2.13.1

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

$\frac{80}{27} (- \frac{x^{- \frac{2}{3} - \frac{2}{3}}}{3}) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.13.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{80}{27} (- \frac{x^{\frac{- 2 - 2}{3}}}{3}) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.13.3

Soustrayez $2$ de $- 2$ .

$\frac{80}{27} (- \frac{x^{\frac{- 4}{3}}}{3}) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.13.4

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{80}{27} (- \frac{x^{- \frac{4}{3}}}{3}) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.14

Placez $x^{- \frac{4}{3}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{80}{27} (- \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}) + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.15

Multipliez $\frac{80}{27}$ par $\frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$ .

$- \frac{80}{27 (3 x^{\frac{4}{3}})} + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.2.16

Multipliez $3$ par $27$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}]$ .

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Étape 4.3.1

Comme $\frac{40}{27}$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $\frac{40}{27 x^{\frac{4}{3}}}$ par rapport à $x$ est $\frac{40}{27} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{4}{3}}}]$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{4}{3}}}]$

Étape 4.3.2

Réécrivez $\frac{1}{x^{\frac{4}{3}}}$ comme ${(x^{\frac{4}{3}})}^{- 1}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} \frac{d}{d x} [{(x^{\frac{4}{3}})}^{- 1}]$

Étape 4.3.3

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = x^{- 1}$ et $g (x) = x^{\frac{4}{3}}$ .

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Étape 4.3.3.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u_{2}$ comme $x^{\frac{4}{3}}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{- 1}] \frac{d}{d x} [x^{\frac{4}{3}}])$

Étape 4.3.3.2

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

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- {u_{2}}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{4}{3}}])$

Étape 4.3.3.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{2}$ par $x^{\frac{4}{3}}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- {(x^{\frac{4}{3}})}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{4}{3}}])$

Étape 4.3.4

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{4}{3}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- {(x^{\frac{4}{3}})}^{- 2} (\frac{4}{3} x^{\frac{4}{3} - 1}))$

Étape 4.3.5

Multipliez les exposants dans ${(x^{\frac{4}{3}})}^{- 2}$ .

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Étape 4.3.5.1

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

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{\frac{4}{3} \cdot - 2} (\frac{4}{3} x^{\frac{4}{3} - 1}))$

Étape 4.3.5.2

Multipliez $\frac{4}{3} \cdot - 2$ .

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Étape 4.3.5.2.1

Associez $\frac{4}{3}$ et $- 2$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{\frac{4 \cdot - 2}{3}} (\frac{4}{3} x^{\frac{4}{3} - 1}))$

Étape 4.3.5.2.2

Multipliez $4$ par $- 2$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{\frac{- 8}{3}} (\frac{4}{3} x^{\frac{4}{3} - 1}))$

Étape 4.3.5.3

Placez le signe moins devant la fraction.

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{- \frac{8}{3}} (\frac{4}{3} x^{\frac{4}{3} - 1}))$

Étape 4.3.6

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{- \frac{8}{3}} (\frac{4}{3} x^{\frac{4}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}}))$

Étape 4.3.7

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{- \frac{8}{3}} (\frac{4}{3} x^{\frac{4}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}}))$

Étape 4.3.8

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{- \frac{8}{3}} (\frac{4}{3} x^{\frac{4 - 1 \cdot 3}{3}}))$

Étape 4.3.9

Simplifiez le numérateur.

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Étape 4.3.9.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{- \frac{8}{3}} (\frac{4}{3} x^{\frac{4 - 3}{3}}))$

Étape 4.3.9.2

Soustrayez $3$ de $4$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{- \frac{8}{3}} (\frac{4}{3} x^{\frac{1}{3}}))$

Étape 4.3.10

Associez $\frac{4}{3}$ et $x^{\frac{1}{3}}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- x^{- \frac{8}{3}} \frac{4 x^{\frac{1}{3}}}{3})$

Étape 4.3.11

Associez $\frac{4 x^{\frac{1}{3}}}{3}$ et $x^{- \frac{8}{3}}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- \frac{4 x^{\frac{1}{3}} x^{- \frac{8}{3}}}{3})$

Étape 4.3.12

Multipliez $x^{\frac{1}{3}}$ par $x^{- \frac{8}{3}}$ en additionnant les exposants.

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Étape 4.3.12.1

Déplacez $x^{- \frac{8}{3}}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- \frac{4 (x^{- \frac{8}{3}} x^{\frac{1}{3}})}{3})$

Étape 4.3.12.2

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

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- \frac{4 x^{- \frac{8}{3} + \frac{1}{3}}}{3})$

Étape 4.3.12.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- \frac{4 x^{\frac{- 8 + 1}{3}}}{3})$

Étape 4.3.12.4

Additionnez $- 8$ et $1$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- \frac{4 x^{\frac{- 7}{3}}}{3})$

Étape 4.3.12.5

Placez le signe moins devant la fraction.

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- \frac{4 x^{- \frac{7}{3}}}{3})$

Étape 4.3.13

Placez $x^{- \frac{7}{3}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{27} (- \frac{4}{3 x^{\frac{7}{3}}})$

Étape 4.3.14

Multipliez $\frac{40}{27}$ par $\frac{4}{3 x^{\frac{7}{3}}}$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} - \frac{40 \cdot 4}{27 (3 x^{\frac{7}{3}})}$

Étape 4.3.15

Multipliez $40$ par $4$ .

$- \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} - \frac{160}{27 (3 x^{\frac{7}{3}})}$

Étape 4.3.16

Multipliez $3$ par $27$ .

$f^{4} (x) = - \frac{80}{81 x^{\frac{4}{3}}} - \frac{160}{81 x^{\frac{7}{3}}}$