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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Différenciez.
Étape 1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2
Évaluez .
Étape 1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.3
Multipliez par .
Étape 1.3
Évaluez .
Étape 1.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.3.2
Réécrivez comme .
Étape 1.3.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.3.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.3.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.3.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.3.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.3.5
Multipliez les exposants dans .
Étape 1.3.5.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 1.3.5.2
Multipliez par .
Étape 1.3.6
Multipliez par .
Étape 1.3.7
Élevez à la puissance .
Étape 1.3.8
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.3.9
Soustrayez de .
Étape 1.3.10
Multipliez par .
Étape 1.4
Simplifiez
Étape 1.4.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 1.4.2
Associez des termes.
Étape 1.4.2.1
Soustrayez de .
Étape 1.4.2.2
Associez et .
Étape 1.4.3
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 2
Étape 2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2
Évaluez .
Étape 2.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.2
Réécrivez comme .
Étape 2.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.2.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.5
Multipliez les exposants dans .
Étape 2.2.5.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 2.2.5.2
Multipliez par .
Étape 2.2.6
Multipliez par .
Étape 2.2.7
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.2.7.1
Déplacez .
Étape 2.2.7.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.2.7.3
Soustrayez de .
Étape 2.2.8
Multipliez par .
Étape 2.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.4
Simplifiez
Étape 2.4.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.4.2
Associez des termes.
Étape 2.4.2.1
Associez et .
Étape 2.4.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.4.2.3
Additionnez et .
Étape 3
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 4
Étape 4.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 4.1.1
Différenciez.
Étape 4.1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.1.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2
Évaluez .
Étape 4.1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.3
Multipliez par .
Étape 4.1.3
Évaluez .
Étape 4.1.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.3.2
Réécrivez comme .
Étape 4.1.3.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 4.1.3.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 4.1.3.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.3.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 4.1.3.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.3.5
Multipliez les exposants dans .
Étape 4.1.3.5.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 4.1.3.5.2
Multipliez par .
Étape 4.1.3.6
Multipliez par .
Étape 4.1.3.7
Élevez à la puissance .
Étape 4.1.3.8
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 4.1.3.9
Soustrayez de .
Étape 4.1.3.10
Multipliez par .
Étape 4.1.4
Simplifiez
Étape 4.1.4.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 4.1.4.2
Associez des termes.
Étape 4.1.4.2.1
Soustrayez de .
Étape 4.1.4.2.2
Associez et .
Étape 4.1.4.3
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 4.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 5
Étape 5.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 5.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 5.3
Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.
Étape 5.3.1
Déterminer le plus petit dénominateur commun d’une liste d’expressions équivaut à déterminer le plus petit multiple commun des dénominateurs de ces valeurs.
Étape 5.3.2
Le plus petit multiple commun de toute expression est l’expression.
Étape 5.4
Multiplier chaque terme dans par afin d’éliminer les fractions.
Étape 5.4.1
Multipliez chaque terme dans par .
Étape 5.4.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.4.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.4.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.4.2.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 5.5
Résolvez l’équation.
Étape 5.5.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 5.5.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 5.5.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.5.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.5.2.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.5.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.5.2.2.1.2
Divisez par .
Étape 5.5.3
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 5.5.4
Simplifiez .
Étape 5.5.4.1
Réécrivez comme .
Étape 5.5.4.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 5.5.4.2.1
Réécrivez comme .
Étape 5.5.4.2.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.5.4.2.1.2
Réécrivez comme .
Étape 5.5.4.2.2
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 5.5.4.3
Multipliez par .
Étape 5.5.4.4
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 5.5.4.4.1
Multipliez par .
Étape 5.5.4.4.2
Élevez à la puissance .
Étape 5.5.4.4.3
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 5.5.4.4.4
Additionnez et .
Étape 5.5.4.4.5
Réécrivez comme .
Étape 5.5.4.4.5.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 5.5.4.4.5.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 5.5.4.4.5.3
Associez et .
Étape 5.5.4.4.5.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.5.4.4.5.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.5.4.4.5.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 5.5.4.4.5.5
Évaluez l’exposant.
Étape 5.5.4.5
Simplifiez le numérateur.
Étape 5.5.4.5.1
Réécrivez comme .
Étape 5.5.4.5.2
Élevez à la puissance .
Étape 5.5.4.5.3
Réécrivez comme .
Étape 5.5.4.5.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.5.4.5.3.2
Réécrivez comme .
Étape 5.5.4.5.4
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 5.5.4.5.5
Associez les exposants.
Étape 5.5.4.5.5.1
Multipliez par .
Étape 5.5.4.5.5.2
Associez en utilisant la règle de produit pour les radicaux.
Étape 5.5.4.5.5.3
Multipliez par .
Étape 5.5.4.6
Annulez le facteur commun à et .
Étape 5.5.4.6.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.5.4.6.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 5.5.4.6.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.5.4.6.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 5.5.4.6.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 6
Étape 6.1
Définissez le dénominateur dans égal à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 6.2
Résolvez .
Étape 6.2.1
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 6.2.2
Simplifiez .
Étape 6.2.2.1
Réécrivez comme .
Étape 6.2.2.2
Extrayez les termes de sous le radical, en supposant qu’il s’agit de nombres réels.
Étape 7
Points critiques à évaluer.
Étape 8
Évaluez la dérivée seconde sur . Si la dérivée seconde est positive, il s’agit d’un minimum local. Si elle est négative, il s’agit d’un maximum local.
Étape 9
Étape 9.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 9.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 9.1.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 9.1.2.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 9.1.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.2.3
Réécrivez comme .
Étape 9.1.2.4
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.2.5
Réécrivez comme .
Étape 9.1.2.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.1.2.5.2
Réécrivez comme .
Étape 9.1.2.6
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 9.1.2.7
Multipliez par .
Étape 9.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.4
Annulez le facteur commun à et .
Étape 9.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.1.4.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 9.1.4.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.1.4.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.1.4.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 9.2
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 9.3
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 9.3.3
Annulez le facteur commun.
Étape 9.3.4
Réécrivez l’expression.
Étape 9.4
Associez et .
Étape 9.5
Multipliez par .
Étape 9.6
Multipliez par .
Étape 9.7
Simplifiez les termes.
Étape 9.7.1
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 9.7.1.1
Multipliez par .
Étape 9.7.1.2
Déplacez .
Étape 9.7.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 9.7.1.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 9.7.1.5
Additionnez et .
Étape 9.7.1.6
Réécrivez comme .
Étape 9.7.1.6.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 9.7.1.6.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 9.7.1.6.3
Associez et .
Étape 9.7.1.6.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.7.1.6.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 9.7.1.6.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 9.7.1.6.5
Évaluez l’exposant.
Étape 9.7.2
Annulez le facteur commun à et .
Étape 9.7.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.7.2.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 9.7.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.7.2.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.7.2.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 9.8
Simplifiez le numérateur.
Étape 9.8.1
Réécrivez comme .
Étape 9.8.2
Élevez à la puissance .
Étape 9.8.3
Réécrivez comme .
Étape 9.8.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.8.3.2
Réécrivez comme .
Étape 9.8.4
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 9.8.5
Multipliez par .
Étape 9.9
Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.
Étape 9.9.1
Multipliez par .
Étape 9.9.2
Annulez le facteur commun à et .
Étape 9.9.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.9.2.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 9.9.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.9.2.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.9.2.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 10
est un maximum local car la valeur de la dérivée seconde est négative. On parle de test de la dérivée seconde.
est un maximum local
Étape 11
Étape 11.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.2
Simplifiez le résultat.
Étape 11.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 11.2.1.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.1.2
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.1.3
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.2
Multipliez par .
Étape 11.2.1.3
Simplifiez le dénominateur.
Étape 11.2.1.3.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 11.2.1.3.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 11.2.1.3.2.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 11.2.1.3.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.3.2.3
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.3.2.4
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.3.2.5
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.3.2.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.3.2.5.2
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.3.2.6
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 11.2.1.3.2.7
Multipliez par .
Étape 11.2.1.3.3
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.4
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 11.2.1.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.5.2
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.5.3
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.5.4
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.6
Associez et .
Étape 11.2.1.7
Multipliez par .
Étape 11.2.1.8
Multipliez par .
Étape 11.2.1.9
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 11.2.1.9.1
Multipliez par .
Étape 11.2.1.9.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.9.3
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 11.2.1.9.4
Additionnez et .
Étape 11.2.1.9.5
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.9.5.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 11.2.1.9.5.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 11.2.1.9.5.3
Associez et .
Étape 11.2.1.9.5.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.9.5.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.9.5.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.9.5.5
Évaluez l’exposant.
Étape 11.2.1.10
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.10.1
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.10.2
Divisez par .
Étape 11.2.1.11
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.12
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.13
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.13.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.13.2
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.14
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 11.2.1.15
Multipliez par .
Étape 11.2.2
Soustrayez de .
Étape 11.2.3
La réponse finale est .
Étape 12
Ce sont les extrema locaux pour .
est un maximum local
Étape 13