Calcul infinitésimal Exemples

$x^{4} + 3 x^{3} y^{2} = x - y^{4}$

Étape 1

Différenciez les deux côtés de l’équation.

$\frac{d}{d x} (x^{4} + 3 x^{3} y^{2}) = \frac{d}{d x} (x - y^{4})$

Étape 2

Différenciez le côté gauche de l’équation.

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Étape 2.1

Différenciez.

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Étape 2.1.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x^{4} + 3 x^{3} y^{2}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [3 x^{3} y^{2}]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [3 x^{3} y^{2}]$

Étape 2.1.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 4$ .

$4 x^{3} + \frac{d}{d x} [3 x^{3} y^{2}]$

Étape 2.2

Évaluez $\frac{d}{d x} [3 x^{3} y^{2}]$ .

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Étape 2.2.1

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $3 x^{3} y^{2}$ par rapport à $x$ est $3 \frac{d}{d x} [x^{3} y^{2}]$ .

$4 x^{3} + 3 \frac{d}{d x} [x^{3} y^{2}]$

Étape 2.2.2

Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ est $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ où $f (x) = x^{3}$ et $g (x) = y^{2}$ .

$4 x^{3} + 3 (x^{3} \frac{d}{d x} [y^{2}] + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Étape 2.2.3

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = x^{2}$ et $g (x) = y$ .

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Étape 2.2.3.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $y$ .

$4 x^{3} + 3 (x^{3} (\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [y]) + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Étape 2.2.3.2

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

$4 x^{3} + 3 (x^{3} (2 u \frac{d}{d x} [y]) + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Étape 2.2.3.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $y$ .

$4 x^{3} + 3 (x^{3} (2 y \frac{d}{d x} [y]) + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Étape 2.2.4

Réécrivez $\frac{d}{d x} [y]$ comme $y'$ .

$4 x^{3} + 3 (x^{3} (2 y y') + y^{2} \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Étape 2.2.5

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 3$ .

$4 x^{3} + 3 (x^{3} (2 y y') + y^{2} (3 x^{2}))$

Étape 2.2.6

Déplacez $2$ à gauche de $x^{3}$ .

$4 x^{3} + 3 (2 \cdot x^{3} y y' + y^{2} (3 x^{2}))$

Étape 2.2.7

Déplacez $3$ à gauche de $y^{2}$ .

$4 x^{3} + 3 (2 x^{3} y y' + 3 y^{2} x^{2})$

Étape 2.3

Simplifiez

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Étape 2.3.1

Appliquez la propriété distributive.

$4 x^{3} + 3 (2 x^{3} y y') + 3 (3 y^{2} x^{2})$

Étape 2.3.2

Associez des termes.

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Étape 2.3.2.1

Multipliez $2$ par $3$ .

$4 x^{3} + 6 (x^{3} y y') + 3 (3 y^{2} x^{2})$

Étape 2.3.2.2

Multipliez $3$ par $3$ .

$4 x^{3} + 6 x^{3} y y' + 9 y^{2} x^{2}$

Étape 2.3.3

Remettez les termes dans l’ordre.

$4 x^{3} + 6 x^{3} y y' + 9 x^{2} y^{2}$

Étape 3

Différenciez le côté droit de l’équation.

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Étape 3.1

Différenciez.

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Étape 3.1.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x - y^{4}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- y^{4}]$ .

$\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- y^{4}]$

Étape 3.1.2

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

$1 + \frac{d}{d x} [- y^{4}]$

Étape 3.2

Évaluez $\frac{d}{d x} [- y^{4}]$ .

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Étape 3.2.1

Comme $- 1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- y^{4}$ par rapport à $x$ est $- \frac{d}{d x} [y^{4}]$ .

$1 - \frac{d}{d x} [y^{4}]$

Étape 3.2.2

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = x^{4}$ et $g (x) = y$ .

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Étape 3.2.2.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $y$ .

$1 - (\frac{d}{d u} [u^{4}] \frac{d}{d x} [y])$

Étape 3.2.2.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ est $n u^{n - 1}$ où $n = 4$ .

$1 - (4 u^{3} \frac{d}{d x} [y])$

Étape 3.2.2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $y$ .

$1 - (4 y^{3} \frac{d}{d x} [y])$

Étape 3.2.3

Réécrivez $\frac{d}{d x} [y]$ comme $y'$ .

$1 - (4 y^{3} y')$

Étape 3.2.4

Multipliez $4$ par $- 1$ .

$1 - 4 y^{3} y'$

Étape 3.3

Remettez les termes dans l’ordre.

$- 4 y^{3} y' + 1$

Étape 4

Réformez l’équation en définissant le côté gauche égal au côté droit.

$4 x^{3} + 6 x^{3} y y' + 9 x^{2} y^{2} = - 4 y^{3} y' + 1$

Étape 5

Résolvez $y'$ .

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Étape 5.1

Ajoutez $4 y^{3} y'$ aux deux côtés de l’équation.

$4 x^{3} + 6 x^{3} y y' + 9 x^{2} y^{2} + 4 y^{3} y' = 1$

Étape 5.2

Déplacez tous les termes ne contenant pas $y'$ du côté droit de l’équation.

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Étape 5.2.1

Soustrayez $4 x^{3}$ des deux côtés de l’équation.

$6 x^{3} y y' + 9 x^{2} y^{2} + 4 y^{3} y' = 1 - 4 x^{3}$

Étape 5.2.2

Soustrayez $9 x^{2} y^{2}$ des deux côtés de l’équation.

$6 x^{3} y y' + 4 y^{3} y' = 1 - 4 x^{3} - 9 x^{2} y^{2}$

Étape 5.3

Factorisez $2 y y'$ à partir de $6 x^{3} y y' + 4 y^{3} y'$ .

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Étape 5.3.1

Factorisez $2 y y'$ à partir de $6 x^{3} y y'$ .

$2 y y' (3 x^{3}) + 4 y^{3} y' = 1 - 4 x^{3} - 9 x^{2} y^{2}$

Étape 5.3.2

Factorisez $2 y y'$ à partir de $4 y^{3} y'$ .

$2 y y' (3 x^{3}) + 2 y y' (2 y^{2}) = 1 - 4 x^{3} - 9 x^{2} y^{2}$

Étape 5.3.3

Factorisez $2 y y'$ à partir de $2 y y' (3 x^{3}) + 2 y y' (2 y^{2})$ .

$2 y y' (3 x^{3} + 2 y^{2}) = 1 - 4 x^{3} - 9 x^{2} y^{2}$

Étape 5.4

Divisez chaque terme dans $2 y y' (3 x^{3} + 2 y^{2}) = 1 - 4 x^{3} - 9 x^{2} y^{2}$ par $2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})$ et simplifiez.

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Étape 5.4.1

Divisez chaque terme dans $2 y y' (3 x^{3} + 2 y^{2}) = 1 - 4 x^{3} - 9 x^{2} y^{2}$ par $2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})$ .

$\frac{2 y y' (3 x^{3} + 2 y^{2})}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 4 x^{3}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 5.4.2.1

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 5.4.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{2 y y' (3 x^{3} + 2 y^{2})}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 4 x^{3}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.2.1.2

Réécrivez l’expression.

$\frac{y y' (3 x^{3} + 2 y^{2})}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 4 x^{3}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.2.2

Annulez le facteur commun de $y$ .

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Étape 5.4.2.2.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{y y' (3 x^{3} + 2 y^{2})}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 4 x^{3}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.2.2.2

Réécrivez l’expression.

$\frac{y' (3 x^{3} + 2 y^{2})}{3 x^{3} + 2 y^{2}} = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 4 x^{3}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.2.3

Annulez le facteur commun de $3 x^{3} + 2 y^{2}$ .

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Étape 5.4.2.3.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{y' (3 x^{3} + 2 y^{2})}{3 x^{3} + 2 y^{2}} = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 4 x^{3}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.2.3.2

Divisez $y'$ par $1$ .

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 4 x^{3}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 5.4.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 5.4.3.1.1

Annulez le facteur commun à $- 4$ et $2$ .

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Étape 5.4.3.1.1.1

Factorisez $2$ à partir de $- 4 x^{3}$ .

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{2 (- 2 x^{3})}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.3.1.1.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 5.4.3.1.1.2.1

Factorisez $2$ à partir de $2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})$ .

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{2 (- 2 x^{3})}{2 (y (3 x^{3} + 2 y^{2}))} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.3.1.1.2.2

Annulez le facteur commun.

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{2 (- 2 x^{3})}{2 (y (3 x^{3} + 2 y^{2}))} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.3.1.1.2.3

Réécrivez l’expression.

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 2 x^{3}}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.3.1.2

Placez le signe moins devant la fraction.

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} - \frac{2 x^{3}}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y^{2}}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.3.1.3

Annulez le facteur commun à $y^{2}$ et $y$ .

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Étape 5.4.3.1.3.1

Factorisez $y$ à partir de $- 9 x^{2} y^{2}$ .

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} - \frac{2 x^{3}}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{y (- 9 x^{2} y)}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.3.1.3.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 5.4.3.1.3.2.1

Factorisez $y$ à partir de $2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})$ .

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} - \frac{2 x^{3}}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{y (- 9 x^{2} y)}{y (2 (3 x^{3} + 2 y^{2}))}$

Étape 5.4.3.1.3.2.2

Annulez le facteur commun.

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} - \frac{2 x^{3}}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{y (- 9 x^{2} y)}{y (2 (3 x^{3} + 2 y^{2}))}$

Étape 5.4.3.1.3.2.3

Réécrivez l’expression.

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} - \frac{2 x^{3}}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} + \frac{- 9 x^{2} y}{2 (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 5.4.3.1.4

Placez le signe moins devant la fraction.

$y' = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} - \frac{2 x^{3}}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} - \frac{9 x^{2} y}{2 (3 x^{3} + 2 y^{2})}$

Étape 6

Remplacez $y'$ par $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{1}{2 y (3 x^{3} + 2 y^{2})} - \frac{2 x^{3}}{y (3 x^{3} + 2 y^{2})} - \frac{9 x^{2} y}{2 (3 x^{3} + 2 y^{2})}$