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Calcul infinitésimal Exemples
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Étape 1
Étape 1.1
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.
Notation d’intervalle :
Notation de constructeur d’ensemble :
Étape 1.2
est continu sur .
La fonction est continue.
La fonction est continue.
Étape 2
Étape 2.1
Déterminez la dérivée.
Étape 2.1.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 2.1.1.1
Différenciez.
Étape 2.1.1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.1.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.2
Évaluez .
Étape 2.1.1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.1.2.3
Multipliez par .
Étape 2.1.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.1.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 2.2
Déterminez si la dérivée est continue sur .
Étape 2.2.1
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.
Notation d’intervalle :
Notation de constructeur d’ensemble :
Étape 2.2.2
est continu sur .
La fonction est continue.
La fonction est continue.
Étape 2.3
La fonction est différentiable sur car la dérivée est continue sur .
La fonction est différentiable.
La fonction est différentiable.
Étape 3
Pour que la longueur de l’arc soit garantie, la fonction et sa dérivée doivent toutes deux être continues sur l’intervalle fermé .
La fonction et sa dérivée sont continues sur l’intervalle fermé .
Étape 4
Étape 4.1
Différenciez.
Étape 4.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.2
Évaluez .
Étape 4.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.2.3
Multipliez par .
Étape 4.3
Soustrayez de .
Étape 5
Pour déterminer la longueur d’arc d’une fonction, utilisez la formule .
Étape 6
Étape 6.1
Laissez , où . Puis . Depuis , est positif.
Étape 6.2
Simplifiez les termes.
Étape 6.2.1
Simplifiez .
Étape 6.2.1.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 6.2.1.1.1
Associez et .
Étape 6.2.1.1.2
Appliquez la règle de produit à .
Étape 6.2.1.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 6.2.1.1.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.2.1.1.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.2.1.1.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 6.2.1.2
Réorganisez les termes.
Étape 6.2.1.3
Appliquez l’identité pythagoricienne.
Étape 6.2.1.4
Extrayez les termes de sous le radical, en supposant qu’il s’agit de nombres réels positifs.
Étape 6.2.2
Simplifiez
Étape 6.2.2.1
Associez et .
Étape 6.2.2.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 6.2.2.2.1
Multipliez par .
Étape 6.2.2.2.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 6.2.2.2.1.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 6.2.2.2.2
Additionnez et .
Étape 6.3
Comme est constant par rapport à , placez en dehors de l’intégrale.
Étape 6.4
Appliquez la formule de réduction.
Étape 6.5
L’intégrale de par rapport à est .
Étape 6.6
Simplifiez
Étape 6.6.1
Associez et .
Étape 6.6.2
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 6.6.3
Associez et .
Étape 6.6.4
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 6.6.5
Déplacez à gauche de .
Étape 6.6.6
Multipliez par .
Étape 6.6.7
Multipliez par .
Étape 6.7
Remplacez et simplifiez.
Étape 6.7.1
Évaluez sur et sur .
Étape 6.7.2
Évaluez sur et sur .
Étape 6.7.3
Supprimez les parenthèses inutiles.
Étape 6.8
Utilisez la propriété du quotient des logarithmes, .
Étape 6.9
Simplifiez
Étape 6.9.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 6.9.1.1
Évaluez .
Étape 6.9.1.2
Évaluez .
Étape 6.9.2
Multipliez par .
Étape 6.9.3
Divisez par .
Étape 6.9.4
Multipliez par .
Étape 6.9.5
Simplifiez chaque terme.
Étape 6.9.5.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 6.9.5.1.1
Évaluez .
Étape 6.9.5.1.2
Évaluez .
Étape 6.9.5.2
Multipliez par .
Étape 6.9.5.3
Divisez par .
Étape 6.9.6
Additionnez et .
Étape 6.9.7
Multipliez par .
Étape 6.9.8
est d’environ qui est positif, alors retirez la valeur absolue
Étape 6.9.9
est d’environ qui est positif, alors retirez la valeur absolue
Étape 7
Le résultat peut être affiché en différentes formes.
Forme exacte :
Forme décimale :
Étape 8