Calcul infinitésimal Exemples

$\frac{x^{3}}{x^{3} - 3 x^{2} + 9 x - 27}$

Étape 1

Décomposez la fraction et multipliez par le dénominateur commun.

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Étape 1.1

Factorisez la fraction.

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Étape 1.1.1

Factorisez le plus grand facteur commun à partir de chaque groupe.

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Étape 1.1.1.1

Regroupez les deux premiers termes et les deux derniers termes.

$\frac{x^{3}}{(x^{3} - 3 x^{2}) + 9 x - 27}$

Étape 1.1.1.2

Factorisez le plus grand facteur commun à partir de chaque groupe.

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

Étape 1.1.2

Factorisez le polynôme en factorisant le plus grand facteur commun, $x - 3$ .

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

Étape 1.2

Pour chaque facteur dans le dénominateur, créez une nouvelle fraction en utilisant le facteur comme dénominateur et une valeur inconnue comme numérateur. Comme le facteur dans le dénominateur est linéaire, placez une variable unique à sa place $A$ .

$\frac{A}{x - 3}$

Étape 1.3

Pour chaque facteur dans le dénominateur, créez une nouvelle fraction en utilisant le facteur comme dénominateur et une valeur inconnue comme numérateur. Comme le facteur est du deuxième degré, les termes $2$ sont requis dans le numérateur. Le nombre de termes requis dans le numérateur est toujours égal au degré du facteur dans le dénominateur.

$\frac{A}{x - 3} + \frac{B x + C}{x^{2} + 9}$

Étape 1.4

Multipliez chaque fraction dans l’équation par le dénominateur de l’expression d’origine. Dans ce cas, le dénominateur est $(x - 3) (x^{2} + 9)$ .

$\frac{x^{3} (x - 3) (x^{2} + 9)}{(x - 3) (x^{2} + 9)} = \frac{(A) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x - 3} + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.5

Annulez le facteur commun de $x - 3$ .

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Étape 1.5.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{x^{3} (x - 3) (x^{2} + 9)}{(x - 3) (x^{2} + 9)} = \frac{(A) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x - 3} + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.5.2

Réécrivez l’expression.

$\frac{x^{3} (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9} = \frac{(A) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x - 3} + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.6

Annulez le facteur commun de $x^{2} + 9$ .

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Étape 1.6.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{x^{3} (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9} = \frac{(A) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x - 3} + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.6.2

Divisez $x^{3}$ par $1$ .

$x^{3} = \frac{(A) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x - 3} + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.7

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.7.1

Annulez le facteur commun de $x - 3$ .

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Étape 1.7.1.1

Annulez le facteur commun.

$x^{3} = \frac{A (x - 3) (x^{2} + 9)}{x - 3} + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.7.1.2

Divisez $(A) (x^{2} + 9)$ par $1$ .

$x^{3} = (A) (x^{2} + 9) + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.7.2

Appliquez la propriété distributive.

$x^{3} = A x^{2} + A \cdot 9 + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.7.3

Déplacez $9$ à gauche de $A$ .

$x^{3} = A x^{2} + 9 \cdot A + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.7.4

Annulez le facteur commun de $x^{2} + 9$ .

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Étape 1.7.4.1

Annulez le facteur commun.

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + \frac{(B x + C) (x - 3) (x^{2} + 9)}{x^{2} + 9}$

Étape 1.7.4.2

Divisez $(B x + C) (x - 3)$ par $1$ .

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + (B x + C) (x - 3)$

Étape 1.7.5

Développez $(B x + C) (x - 3)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 1.7.5.1

Appliquez la propriété distributive.

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + B x (x - 3) + C (x - 3)$

Étape 1.7.5.2

Appliquez la propriété distributive.

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + B x \cdot x + B x \cdot - 3 + C (x - 3)$

Étape 1.7.5.3

Appliquez la propriété distributive.

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + B x \cdot x + B x \cdot - 3 + C x + C \cdot - 3$

Étape 1.7.6

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.7.6.1

Multipliez $x$ par $x$ en additionnant les exposants.

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Étape 1.7.6.1.1

Déplacez $x$ .

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + B (x \cdot x) + B x \cdot - 3 + C x + C \cdot - 3$

Étape 1.7.6.1.2

Multipliez $x$ par $x$ .

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + B x^{2} + B x \cdot - 3 + C x + C \cdot - 3$

Étape 1.7.6.2

Déplacez $- 3$ à gauche de $B x$ .

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + B x^{2} - 3 \cdot (B x) + C x + C \cdot - 3$

Étape 1.7.6.3

Déplacez $- 3$ à gauche de $C$ .

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + B x^{2} - 3 B x + C x - 3 C$

Étape 1.8

Simplifiez l’expression.

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Étape 1.8.1

Déplacez $B$ .

$x^{3} = A x^{2} + 9 A + B x^{2} - 3 x B + C x - 3 C$

Étape 1.8.2

Déplacez $9 A$ .

$x^{3} = A x^{2} + B x^{2} - 3 x B + C x + 9 A - 3 C$

Étape 2

Créez des équations pour les variables de fractions partielles et utilisez-les pour définir un système d’équations.

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Étape 2.1

Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients de $x^{2}$ de chaque côté de l’équation. Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.

$0 = A + B$

Étape 2.2

Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients de $x$ de chaque côté de l’équation. Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.

$0 = - 3 B + C$

Étape 2.3

Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients des termes qui ne contiennent pas $x$ . Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.

$0 = 9 A - 3 C$

Étape 2.4

Définissez le système d’équations pour déterminer les coefficients des fractions partielles.

$0 = A + B$

$0 = - 3 B + C$

$0 = 9 A - 3 C$

$0 = A + B$

$0 = - 3 B + C$

$0 = 9 A - 3 C$

Étape 3

Résolvez le système d’équations.

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Étape 3.1

Résolvez $A$ dans $0 = A + B$ .

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Étape 3.1.1

Réécrivez l’équation comme $A + B = 0$ .

$A + B = 0$

$0 = - 3 B + C$

$0 = 9 A - 3 C$

Étape 3.1.2

Soustrayez $B$ des deux côtés de l’équation.

$A = - B$

$0 = - 3 B + C$

$0 = 9 A - 3 C$

$A = - B$

$0 = - 3 B + C$

$0 = 9 A - 3 C$

Étape 3.2

Remplacez toutes les occurrences de $A$ par $- B$ dans chaque équation.

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Étape 3.2.1

Remplacez toutes les occurrences de $A$ dans $0 = 9 A - 3 C$ par $- B$ .

$0 = 9 (- B) - 3 C$

$A = - B$

$0 = - 3 B + C$

Étape 3.2.2

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.2.2.1

Multipliez $- 1$ par $9$ .

$0 = - 9 B - 3 C$

$A = - B$

$0 = - 3 B + C$

$0 = - 9 B - 3 C$

$A = - B$

$0 = - 3 B + C$

$0 = - 9 B - 3 C$

$A = - B$

$0 = - 3 B + C$

Étape 3.3

Résolvez $C$ dans $0 = - 3 B + C$ .

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Étape 3.3.1

Réécrivez l’équation comme $- 3 B + C = 0$ .

$- 3 B + C = 0$

$0 = - 9 B - 3 C$

$A = - B$

Étape 3.3.2

Ajoutez $3 B$ aux deux côtés de l’équation.

$C = 3 B$

$0 = - 9 B - 3 C$

$A = - B$

$C = 3 B$

$0 = - 9 B - 3 C$

$A = - B$

Étape 3.4

Remplacez toutes les occurrences de $C$ par $3 B$ dans chaque équation.

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Étape 3.4.1

Remplacez toutes les occurrences de $C$ dans $0 = - 9 B - 3 C$ par $3 B$ .

$0 = - 9 B - 3 (3 B)$

$C = 3 B$

$A = - B$

Étape 3.4.2

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.4.2.1

Simplifiez $- 9 B - 3 (3 B)$ .

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Étape 3.4.2.1.1

Multipliez $3$ par $- 3$ .

$0 = - 9 B - 9 B$

$C = 3 B$

$A = - B$

Étape 3.4.2.1.2

Soustrayez $9 B$ de $- 9 B$ .

$0 = - 18 B$

$C = 3 B$

$A = - B$

$0 = - 18 B$

$C = 3 B$

$A = - B$

$0 = - 18 B$

$C = 3 B$

$A = - B$

$0 = - 18 B$

$C = 3 B$

$A = - B$

Étape 3.5

Résolvez $B$ dans $0 = - 18 B$ .

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Étape 3.5.1

Réécrivez l’équation comme $- 18 B = 0$ .

$- 18 B = 0$

$C = 3 B$

$A = - B$

Étape 3.5.2

Divisez chaque terme dans $- 18 B = 0$ par $- 18$ et simplifiez.

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Étape 3.5.2.1

Divisez chaque terme dans $- 18 B = 0$ par $- 18$ .

$\frac{- 18 B}{- 18} = \frac{0}{- 18}$

$C = 3 B$

$A = - B$

Étape 3.5.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 3.5.2.2.1

Annulez le facteur commun de $- 18$ .

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Étape 3.5.2.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{- 18 B}{- 18} = \frac{0}{- 18}$

$C = 3 B$

$A = - B$

Étape 3.5.2.2.1.2

Divisez $B$ par $1$ .

$B = \frac{0}{- 18}$

$C = 3 B$

$A = - B$

$B = \frac{0}{- 18}$

$C = 3 B$

$A = - B$

$B = \frac{0}{- 18}$

$C = 3 B$

$A = - B$

Étape 3.5.2.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.5.2.3.1

Divisez $0$ par $- 18$ .

$B = 0$

$C = 3 B$

$A = - B$

$B = 0$

$C = 3 B$

$A = - B$

$B = 0$

$C = 3 B$

$A = - B$

$B = 0$

$C = 3 B$

$A = - B$

Étape 3.6

Remplacez toutes les occurrences de $B$ par $0$ dans chaque équation.

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Étape 3.6.1

Remplacez toutes les occurrences de $B$ dans $C = 3 B$ par $0$ .

$C = 3 (0)$

$B = 0$

$A = - B$

Étape 3.6.2

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.6.2.1

Multipliez $3$ par $0$ .

$C = 0$

$B = 0$

$A = - B$

$C = 0$

$B = 0$

$A = - B$

Étape 3.6.3

Remplacez toutes les occurrences de $B$ dans $A = - B$ par $0$ .

$A = - (0)$

$C = 0$

$B = 0$

Étape 3.6.4

Simplifiez le côté droit.

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Étape 3.6.4.1

Multipliez $- 1$ par $0$ .

$A = 0$

$C = 0$

$B = 0$

$A = 0$

$C = 0$

$B = 0$

$A = 0$

$C = 0$

$B = 0$

Étape 3.7

Indiquez toutes les solutions.

$A = 0, C = 0, B = 0$

Étape 4

Remplacez chacun des coefficients de fractions partielles dans $\frac{A}{x - 3} + \frac{B x + C}{x^{2} + 9}$ par les valeurs trouvées pour $A$ , $B$ et $C$ .

$\frac{0}{x - 3} + \frac{0 x + 0}{x^{2} + 9}$

Étape 5

Simplifiez

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Étape 5.1

Additionnez $(0) \cdot x$ et $0$ .

$\frac{0}{x - 3} + \frac{(0) \cdot x}{x^{2} + 9}$

Étape 5.2

Multipliez $0$ par $x$ .

$\frac{0}{x - 3} + \frac{0}{x^{2} + 9}$