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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Selon la règle de la somme, 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
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.3.3
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 1.3.4
Associez et .
Étape 1.3.5
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 1.3.6
Simplifiez le numérateur.
Étape 1.3.6.1
Multipliez par .
Étape 1.3.6.2
Soustrayez de .
Étape 1.3.7
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 1.3.8
Associez et .
Étape 1.3.9
Associez et .
Étape 1.3.10
Multipliez par .
Étape 1.3.11
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 1.3.12
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.13
Annulez les facteurs communs.
Étape 1.3.13.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.13.2
Annulez le facteur commun.
Étape 1.3.13.3
Réécrivez l’expression.
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
Comme est constant par rapport à , 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
Associez et .
Étape 2.2.5.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.2.6
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 2.2.7
Associez et .
Étape 2.2.8
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.2.9
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.2.9.1
Multipliez par .
Étape 2.2.9.2
Soustrayez de .
Étape 2.2.10
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.2.11
Associez et .
Étape 2.2.12
Associez et .
Étape 2.2.13
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.2.13.1
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.2.13.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.2.13.3
Soustrayez de .
Étape 2.2.13.4
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.2.14
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.2.15
Multipliez par .
Étape 2.2.16
Associez et .
Étape 2.2.17
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.3
Soustrayez de .
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
Selon la règle de la somme, 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
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.3.3
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 4.1.3.4
Associez et .
Étape 4.1.3.5
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 4.1.3.6
Simplifiez le numérateur.
Étape 4.1.3.6.1
Multipliez par .
Étape 4.1.3.6.2
Soustrayez de .
Étape 4.1.3.7
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 4.1.3.8
Associez et .
Étape 4.1.3.9
Associez et .
Étape 4.1.3.10
Multipliez par .
Étape 4.1.3.11
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 4.1.3.12
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.13
Annulez les facteurs communs.
Étape 4.1.3.13.1
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.13.2
Annulez le facteur commun.
Étape 4.1.3.13.3
Réécrivez l’expression.
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
Soustrayez des 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.
Étape 5.5.2.2.2
Divisez par .
Étape 5.5.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.5.2.3.1
Divisez par .
Étape 5.5.3
Élevez chaque côté de l’équation à la puissance pour éliminer l’exposant fractionnel du côté gauche.
Étape 5.5.4
Simplifiez l’exposant.
Étape 5.5.4.1
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.5.4.1.1
Simplifiez .
Étape 5.5.4.1.1.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 5.5.4.1.1.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 5.5.4.1.1.1.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.5.4.1.1.1.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.5.4.1.1.1.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 5.5.4.1.1.2
Simplifiez
Étape 5.5.4.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.5.4.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 6
Étape 6.1
Convertissez des expressions avec exposants fractionnaires en radicaux.
Étape 6.1.1
Appliquez la règle pour réécrire l’élévation à la puissance comme un radical.
Étape 6.1.2
Toute valeur élevée à est la base elle-même.
Étape 6.2
Définissez le dénominateur dans égal à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 6.3
Résolvez .
Étape 6.3.1
Pour retirer le radical du côté gauche de l’équation, élevez les deux côtés de l’équation à la puissance .
Étape 6.3.2
Simplifiez chaque côté de l’équation.
Étape 6.3.2.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 6.3.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.3.2.2.1
Simplifiez .
Étape 6.3.2.2.1.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 6.3.2.2.1.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 6.3.2.2.1.1.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.3.2.2.1.1.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.3.2.2.1.1.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 6.3.2.2.1.2
Simplifiez
Étape 6.3.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.3.2.3.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
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
Réécrivez comme .
Étape 9.1.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 9.1.3
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.1.3.1
Annulez le facteur commun.
Étape 9.1.3.2
Réécrivez l’expression.
Étape 9.1.4
Élevez à la puissance .
Étape 9.2
Multipliez par .
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
Multipliez par .
Étape 11.2.1.2
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.3
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 11.2.1.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.6
Multipliez par .
Étape 11.2.2
Additionnez et .
Étape 11.2.3
La réponse finale est .
Étape 12
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 13
Étape 13.1
Simplifiez l’expression.
Étape 13.1.1
Réécrivez comme .
Étape 13.1.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 13.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 13.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 13.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 13.3
Simplifiez l’expression.
Étape 13.3.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 13.3.2
Multipliez par .
Étape 13.3.3
L’expression contient une division par . L’expression est indéfinie.
Indéfini
Étape 13.4
L’expression contient une division par . L’expression est indéfinie.
Indéfini
Indéfini
Étape 14
Étape 14.1
Divisez en intervalles distincts autour des valeurs qui rendent la dérivée première ou indéfinie.
Étape 14.2
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 14.2.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 14.2.2
La réponse finale est .
Étape 14.3
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 14.3.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 14.3.2
La réponse finale est .
Étape 14.4
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 14.4.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 14.4.2
Simplifiez le résultat.
Étape 14.4.2.1
Supprimez les parenthèses.
Étape 14.4.2.2
La réponse finale est .
Étape 14.5
Comme la dérivée première a changé de signe de positive à négative autour de , est un maximum local.
est un maximum local
Étape 14.6
Comme la dérivée première a changé de signe de négative à positive autour de , est un minimum local.
est un minimum local
Étape 14.7
Ce sont les extrema locaux pour .
est un maximum local
est un minimum local
est un maximum local
est un minimum local
Étape 15