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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Écrivez comme une fonction.
Étape 2
Étape 2.1
Différenciez.
Étape 2.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2
Évaluez .
Étape 2.2.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 2.2.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.2.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.2.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.2.3
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.5
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.7
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 2.2.8
Associez et .
Étape 2.2.9
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.2.10
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.2.10.1
Multipliez par .
Étape 2.2.10.2
Soustrayez de .
Étape 2.2.11
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.2.12
Multipliez par .
Étape 2.2.13
Soustrayez de .
Étape 2.2.14
Associez et .
Étape 2.2.15
Associez et .
Étape 2.2.16
Déplacez à gauche de .
Étape 2.2.17
Réécrivez comme .
Étape 2.2.18
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.2.19
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 3
Étape 3.1
Différenciez.
Étape 3.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.1.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2
Évaluez .
Étape 3.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.2
Réécrivez comme .
Étape 3.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.2.4
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.2.4.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.2.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.4.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.2.5
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.6
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.7
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.9
Multipliez les exposants dans .
Étape 3.2.9.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 3.2.9.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 3.2.9.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 3.2.9.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 3.2.9.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 3.2.10
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 3.2.11
Associez et .
Étape 3.2.12
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.2.13
Simplifiez le numérateur.
Étape 3.2.13.1
Multipliez par .
Étape 3.2.13.2
Soustrayez de .
Étape 3.2.14
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 3.2.15
Multipliez par .
Étape 3.2.16
Soustrayez de .
Étape 3.2.17
Associez et .
Étape 3.2.18
Associez et .
Étape 3.2.19
Déplacez à gauche de .
Étape 3.2.20
Réécrivez comme .
Étape 3.2.21
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 3.2.22
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 3.2.23
Multipliez par .
Étape 3.2.24
Multipliez par .
Étape 3.2.25
Associez et .
Étape 3.2.26
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 3.2.27
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 3.2.27.1
Déplacez .
Étape 3.2.27.2
Multipliez par .
Étape 3.2.27.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 3.2.27.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 3.2.27.3
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 3.2.27.4
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.2.27.5
Additionnez et .
Étape 3.2.28
Multipliez par .
Étape 3.2.29
Multipliez par .
Étape 3.3
Soustrayez de .
Étape 4
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 5
Étape 5.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 5.1.1
Différenciez.
Étape 5.1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.2
Évaluez .
Étape 5.1.2.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 5.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 5.1.2.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 5.1.2.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.2.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 5.1.2.3
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.2.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.2.5
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.2.7
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 5.1.2.8
Associez et .
Étape 5.1.2.9
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 5.1.2.10
Simplifiez le numérateur.
Étape 5.1.2.10.1
Multipliez par .
Étape 5.1.2.10.2
Soustrayez de .
Étape 5.1.2.11
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 5.1.2.12
Multipliez par .
Étape 5.1.2.13
Soustrayez de .
Étape 5.1.2.14
Associez et .
Étape 5.1.2.15
Associez et .
Étape 5.1.2.16
Déplacez à gauche de .
Étape 5.1.2.17
Réécrivez comme .
Étape 5.1.2.18
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 5.1.2.19
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 5.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 6
Étape 6.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 6.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 6.3
Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.
Étape 6.3.1
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 6.3.2
Le plus petit multiple commun de toute expression est l’expression.
Étape 6.4
Multiplier chaque terme dans par afin d’éliminer les fractions.
Étape 6.4.1
Multipliez chaque terme dans par .
Étape 6.4.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.4.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.4.2.1.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 6.4.2.1.2
Annulez le facteur commun.
Étape 6.4.2.1.3
Réécrivez l’expression.
Étape 6.4.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.4.3.1
Multipliez par .
Étape 6.5
Résolvez l’équation.
Étape 6.5.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 6.5.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.5.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.5.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.5.2.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.5.2.2.2
Divisez par .
Étape 6.5.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.5.2.3.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 6.5.3
Élevez chaque côté de l’équation à la puissance pour éliminer l’exposant fractionnel du côté gauche.
Étape 6.5.4
Simplifiez l’exposant.
Étape 6.5.4.1
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.5.4.1.1
Simplifiez .
Étape 6.5.4.1.1.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 6.5.4.1.1.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 6.5.4.1.1.1.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.5.4.1.1.1.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.5.4.1.1.1.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 6.5.4.1.1.2
Simplifiez
Étape 6.5.4.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.5.4.2.1
Simplifiez .
Étape 6.5.4.2.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 6.5.4.2.1.2
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 6.5.4.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 6.5.5
Résolvez .
Étape 6.5.5.1
Déplacez tous les termes ne contenant pas du côté droit de l’équation.
Étape 6.5.5.1.1
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 6.5.5.1.2
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 6.5.5.1.3
Associez et .
Étape 6.5.5.1.4
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 6.5.5.1.5
Simplifiez le numérateur.
Étape 6.5.5.1.5.1
Multipliez par .
Étape 6.5.5.1.5.2
Soustrayez de .
Étape 6.5.5.1.6
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 6.5.5.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.5.5.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.5.5.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.5.5.2.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 6.5.5.2.2.2
Divisez par .
Étape 6.5.5.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.5.5.2.3.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 6.5.5.2.3.2
Divisez par .
Étape 7
Étape 7.1
Convertissez des expressions avec exposants fractionnaires en radicaux.
Étape 7.1.1
Appliquez la règle pour réécrire l’élévation à la puissance comme un radical.
Étape 7.1.2
Toute valeur élevée à est la base elle-même.
Étape 7.2
Définissez le dénominateur dans égal à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 7.3
Résolvez .
Étape 7.3.1
Pour retirer le radical du côté gauche de l’équation, élevez au carré les deux côtés de l’équation.
Étape 7.3.2
Simplifiez chaque côté de l’équation.
Étape 7.3.2.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 7.3.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.3.2.2.1
Simplifiez .
Étape 7.3.2.2.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 7.3.2.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 7.3.2.2.1.3
Multipliez les exposants dans .
Étape 7.3.2.2.1.3.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 7.3.2.2.1.3.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 7.3.2.2.1.3.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 7.3.2.2.1.3.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 7.3.2.2.1.4
Simplifiez
Étape 7.3.2.2.1.5
Appliquez la propriété distributive.
Étape 7.3.2.2.1.6
Multipliez.
Étape 7.3.2.2.1.6.1
Multipliez par .
Étape 7.3.2.2.1.6.2
Multipliez par .
Étape 7.3.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.3.2.3.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 7.3.3
Résolvez .
Étape 7.3.3.1
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 7.3.3.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 7.3.3.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 7.3.3.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.3.3.2.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 7.3.3.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 7.3.3.2.2.1.2
Divisez par .
Étape 7.3.3.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.3.3.2.3.1
Divisez par .
Étape 7.4
Définissez le radicande dans inférieur à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 7.5
Résolvez .
Étape 7.5.1
Soustrayez des deux côtés de l’inégalité.
Étape 7.5.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 7.5.2.1
Divisez chaque terme dans par . Lorsque vous multipliez ou divisez les deux côtés d’une inégalité par une valeur négative, inversez le sens du signe d’inégalité.
Étape 7.5.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.5.2.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 7.5.2.2.2
Divisez par .
Étape 7.5.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.5.2.3.1
Divisez par .
Étape 7.6
L’équation est indéfinie là où le dénominateur est égal à , l’argument d’une racine carrée est inférieur à ou l’argument d’un logarithme est inférieur ou égal à .
Étape 8
Points critiques à évaluer.
Étape 9
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 10
Étape 10.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 10.1.1
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 10.1.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 10.1.3
Soustrayez de .
Étape 10.1.4
Appliquez la règle de produit à .
Étape 10.1.5
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 10.1.6
Simplifiez le dénominateur.
Étape 10.1.6.1
Réécrivez comme .
Étape 10.1.6.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 10.1.6.3
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.1.6.3.1
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.6.3.2
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.6.4
Élevez à la puissance .
Étape 10.2
Simplifiez les termes.
Étape 10.2.1
Associez et .
Étape 10.2.2
Annulez le facteur commun à et .
Étape 10.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.2.2.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 10.2.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.2.2.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 10.2.2.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 10.3
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 10.4
Multipliez .
Étape 10.4.1
Multipliez par .
Étape 10.4.2
Multipliez par .
Étape 11
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 12
Étape 12.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 12.2
Simplifiez le résultat.
Étape 12.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 12.2.1.1
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 12.2.1.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 12.2.1.3
Soustrayez de .
Étape 12.2.1.4
Réécrivez comme .
Étape 12.2.1.5
Toute racine de est .
Étape 12.2.1.6
Simplifiez le dénominateur.
Étape 12.2.1.6.1
Réécrivez comme .
Étape 12.2.1.6.2
Extrayez les termes de sous le radical, en supposant qu’il s’agit de nombres réels positifs.
Étape 12.2.2
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 12.2.3
Écrivez chaque expression avec un dénominateur commun , en multipliant chacun par un facteur approprié de .
Étape 12.2.3.1
Multipliez par .
Étape 12.2.3.2
Multipliez par .
Étape 12.2.4
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 12.2.5
Additionnez et .
Étape 12.2.6
La réponse finale est .
Étape 13
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 14
Étape 14.1
Simplifiez l’expression.
Étape 14.1.1
Multipliez par .
Étape 14.1.2
Soustrayez de .
Étape 14.1.3
Réécrivez comme .
Étape 14.1.4
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 14.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 14.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 14.3
Simplifiez l’expression.
Étape 14.3.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 14.3.2
Multipliez par .
Étape 14.3.3
L’expression contient une division par . L’expression est indéfinie.
Indéfini
Étape 14.4
L’expression contient une division par . L’expression est indéfinie.
Indéfini
Indéfini
Étape 15
Comme le test de la dérivée première a échoué, il n’y a aucun extremum local.
Aucun extremum local
Étape 16