Calcul infinitésimal Exemples

$h (u) = (u - \sqrt{u}) (u + \sqrt{u})$

Étape 1

Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que $\frac{d}{d u} [f (u) g (u)]$ est $f (u) \frac{d}{d u} [g (u)] + g (u) \frac{d}{d u} [f (u)]$ où $f (u) = u - \sqrt{u}$ et $g (u) = u + \sqrt{u}$ .

$(u - \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u + \sqrt{u}] + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 2

Différenciez.

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Étape 2.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $u + \sqrt{u}$ par rapport à $u$ est $\frac{d}{d u} [u] + \frac{d}{d u} [\sqrt{u}]$ .

$(u - \sqrt{u}) (\frac{d}{d u} [u] + \frac{d}{d u} [\sqrt{u}]) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 2.2

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{d}{d u} [\sqrt{u}]) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 3

Évaluez $\frac{d}{d u} [\sqrt{u}]$ .

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Étape 3.1

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}]) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 3.2

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1}) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 3.3

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}}) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 3.4

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}}) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 3.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2} u^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}}) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 3.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 3.6.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2} u^{\frac{1 - 2}{2}}) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 3.6.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2} u^{\frac{- 1}{2}}) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 3.7

Placez le signe moins devant la fraction.

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2} u^{- \frac{1}{2}}) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 4

Simplifiez

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Étape 4.1

Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2} \cdot \frac{1}{u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 4.2

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) \frac{d}{d u} [u - \sqrt{u}]$

Étape 5

Différenciez.

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Étape 5.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $u - \sqrt{u}$ par rapport à $u$ est $\frac{d}{d u} [u] + \frac{d}{d u} [- \sqrt{u}]$ .

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (\frac{d}{d u} [u] + \frac{d}{d u} [- \sqrt{u}])$

Étape 5.2

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 + \frac{d}{d u} [- \sqrt{u}])$

Étape 6

Évaluez $\frac{d}{d u} [- \sqrt{u}]$ .

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Étape 6.1

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 + \frac{d}{d u} [- u^{\frac{1}{2}}])$

Étape 6.2

Comme $- 1$ est constant par rapport à $u$ , la dérivée de $- u^{\frac{1}{2}}$ par rapport à $u$ est $- \frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}]$ .

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - \frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}])$

Étape 6.3

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - (\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1}))$

Étape 6.4

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - (\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}}))$

Étape 6.5

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - (\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}}))$

Étape 6.6

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - (\frac{1}{2} u^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}}))$

Étape 6.7

Simplifiez le numérateur.

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Étape 6.7.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - (\frac{1}{2} u^{\frac{1 - 2}{2}}))$

Étape 6.7.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - (\frac{1}{2} u^{\frac{- 1}{2}}))$

Étape 6.8

Placez le signe moins devant la fraction.

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - (\frac{1}{2} u^{- \frac{1}{2}}))$

Étape 6.9

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - \frac{u^{- \frac{1}{2}}}{2})$

Étape 6.10

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

$(u - \sqrt{u}) (1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) + (u + \sqrt{u}) (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}})$

Étape 7

Simplifiez

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Étape 7.1

Remettez les termes dans l’ordre.

$(1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u - \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2

Simplifiez chaque terme.

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Étape 7.2.1

Développez $(1 + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u - \sqrt{u})$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 7.2.1.1

Appliquez la propriété distributive.

$1 (u - \sqrt{u}) + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (u - \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.1.2

Appliquez la propriété distributive.

$1 u + 1 (- \sqrt{u}) + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (u - \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.1.3

Appliquez la propriété distributive.

$1 u + 1 (- \sqrt{u}) + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} u + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2

Simplifiez chaque terme.

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Étape 7.2.2.1

Multipliez $u$ par $1$ .

$u + 1 (- \sqrt{u}) + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} u + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.2

Multipliez $- \sqrt{u}$ par $1$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} u + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.3

Associez $\frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}$ et $u$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u}{2 u^{\frac{1}{2}}} + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.4

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

$u - \sqrt{u} + \frac{u \cdot u^{- \frac{1}{2}}}{2} + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.5

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

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Étape 7.2.2.5.1

Multipliez $u$ par $u^{- \frac{1}{2}}$ .

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Étape 7.2.2.5.1.1

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{1} u^{- \frac{1}{2}}}{2} + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.5.1.2

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

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{1 - \frac{1}{2}}}{2} + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.5.2

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

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{2}{2} - \frac{1}{2}}}{2} + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.5.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{2 - 1}{2}}}{2} + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.5.4

Soustrayez $1$ de $2$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} + \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (- \sqrt{u}) + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.6

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u} + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.2.7

Associez $\sqrt{u}$ et $\frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + (1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.3

Développez $(1 - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}) (u + \sqrt{u})$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 7.2.3.1

Appliquez la propriété distributive.

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + 1 (u + \sqrt{u}) - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.3.2

Appliquez la propriété distributive.

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + 1 u + 1 \sqrt{u} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} (u + \sqrt{u})$

Étape 7.2.3.3

Appliquez la propriété distributive.

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + 1 u + 1 \sqrt{u} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} u - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4

Simplifiez chaque terme.

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Étape 7.2.4.1

Multipliez $u$ par $1$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + 1 \sqrt{u} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} u - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4.2

Multipliez $\sqrt{u}$ par $1$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} u - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4.3

Associez $u$ et $\frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{u}{2 u^{\frac{1}{2}}} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4.4

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

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{u \cdot u^{- \frac{1}{2}}}{2} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4.5

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

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Étape 7.2.4.5.1

Multipliez $u$ par $u^{- \frac{1}{2}}$ .

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Étape 7.2.4.5.1.1

Élevez $u$ à la puissance $1$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{u^{1} u^{- \frac{1}{2}}}{2} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4.5.1.2

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

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{u^{1 - \frac{1}{2}}}{2} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4.5.2

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

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{u^{\frac{2}{2} - \frac{1}{2}}}{2} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4.5.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{u^{\frac{2 - 1}{2}}}{2} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4.5.4

Soustrayez $1$ de $2$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}} \sqrt{u}$

Étape 7.2.4.6

Associez $\sqrt{u}$ et $\frac{1}{2 u^{\frac{1}{2}}}$ .

$u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.3

Associez les termes opposés dans $u - \sqrt{u} + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u + \sqrt{u} - \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}}$ .

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Étape 7.3.1

Additionnez $- \sqrt{u}$ et $\sqrt{u}$ .

$u + 0 + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u - \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.3.2

Additionnez $u$ et $0$ .

$u + \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u - \frac{u^{\frac{1}{2}}}{2} - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.3.3

Soustrayez $\frac{u^{\frac{1}{2}}}{2}$ de $\frac{u^{\frac{1}{2}}}{2}$ .

$u + 0 - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.3.4

Additionnez $u$ et $0$ .

$u - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}} + u - \frac{\sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.4

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$u + u + \frac{- \sqrt{u} - \sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.5

Soustrayez $\sqrt{u}$ de $- \sqrt{u}$ .

$u + u + \frac{- 2 \sqrt{u}}{2 u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.6

Simplifiez chaque terme.

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Étape 7.6.1

Factorisez $2$ à partir de $- 2 \sqrt{u}$ .

$u + u + \frac{2 (- \sqrt{u})}{2 u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.6.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 7.6.2.1

Factorisez $2$ à partir de $2 u^{\frac{1}{2}}$ .

$u + u + \frac{2 (- \sqrt{u})}{2 (u^{\frac{1}{2}})}$

Étape 7.6.2.2

Annulez le facteur commun.

$u + u + \frac{2 (- \sqrt{u})}{2 u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.6.2.3

Réécrivez l’expression.

$u + u + \frac{- \sqrt{u}}{u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.6.3

Placez le signe moins devant la fraction.

$u + u - \frac{\sqrt{u}}{u^{\frac{1}{2}}}$

Étape 7.7

Additionnez $u$ et $u$ .

$2 u - \frac{\sqrt{u}}{u^{\frac{1}{2}}}$