Calcul infinitésimal Exemples

$f (x) = \frac{x^{2}}{x - 5}$

Étape 1

Déterminez la dérivée.

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Étape 1.1

Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ est $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ où $f (x) = x^{2}$ et $g (x) = x - 5$ .

$\frac{(x - 5) \frac{d}{d x} [x^{2}] - x^{2} \frac{d}{d x} [x - 5]}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.2

Différenciez.

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Étape 1.2.1

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

$\frac{(x - 5) (2 x) - x^{2} \frac{d}{d x} [x - 5]}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.2.2

Déplacez $2$ à gauche de $x - 5$ .

$\frac{2 \cdot (x - 5) x - x^{2} \frac{d}{d x} [x - 5]}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.2.3

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x - 5$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 5]$ .

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 5])}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.2.4

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

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2} (1 + \frac{d}{d x} [- 5])}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.2.5

Comme $- 5$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 5$ par rapport à $x$ est $0$ .

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2} (1 + 0)}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.2.6

Simplifiez l’expression.

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Étape 1.2.6.1

Additionnez $1$ et $0$ .

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2} \cdot 1}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.2.6.2

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$\frac{2 (x - 5) x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.3

Simplifiez

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Étape 1.3.1

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{(2 x + 2 \cdot - 5) x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.3.2

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{2 x \cdot x + 2 \cdot - 5 x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.3.3

Simplifiez le numérateur.

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Étape 1.3.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.3.3.1.1

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

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Étape 1.3.3.1.1.1

Déplacez $x$ .

$\frac{2 (x \cdot x) + 2 \cdot - 5 x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.3.3.1.1.2

Multipliez $x$ par $x$ .

$\frac{2 x^{2} + 2 \cdot - 5 x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.3.3.1.2

Multipliez $2$ par $- 5$ .

$\frac{2 x^{2} - 10 x - x^{2}}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.3.3.2

Soustrayez $x^{2}$ de $2 x^{2}$ .

$\frac{x^{2} - 10 x}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.3.4

Factorisez $x$ à partir de $x^{2} - 10 x$ .

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Étape 1.3.4.1

Factorisez $x$ à partir de $x^{2}$ .

$\frac{x \cdot x - 10 x}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.3.4.2

Factorisez $x$ à partir de $- 10 x$ .

$\frac{x \cdot x + x \cdot - 10}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 1.3.4.3

Factorisez $x$ à partir de $x \cdot x + x \cdot - 10$ .

$\frac{x (x - 10)}{{(x - 5)}^{2}}$

Étape 2

Définissez la dérivée égale à $0$ puis résolvez l’équation $\frac{x (x - 10)}{{(x - 5)}^{2}} = 0$ .

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Étape 2.1

Définissez le numérateur égal à zéro.

$x (x - 10) = 0$

Étape 2.2

Résolvez l’équation pour $x$ .

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Étape 2.2.1

Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à $0$ , l’expression entière sera égale à $0$ .

$x = 0$

$x - 10 = 0$

Étape 2.2.2

Définissez $x$ égal à $0$ .

$x = 0$

Étape 2.2.3

Définissez $x - 10$ égal à $0$ et résolvez $x$ .

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Étape 2.2.3.1

Définissez $x - 10$ égal à $0$ .

$x - 10 = 0$

Étape 2.2.3.2

Ajoutez $10$ aux deux côtés de l’équation.

$x = 10$

Étape 2.2.4

La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent $x (x - 10) = 0$ vraie.

$x = 0, 10$

Étape 3

Résolvez la fonction d’origine $f (x) = \frac{x^{2}}{x - 5}$ sur $x = 0$ .

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Étape 3.1

Remplacez la variable $x$ par $0$ dans l’expression.

$f (0) = \frac{{(0)}^{2}}{(0) - 5}$

Étape 3.2

Simplifiez le résultat.

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Étape 3.2.1

L’élévation de $0$ à toute puissance positive produit $0$ .

$f (0) = \frac{0}{0 - 5}$

Étape 3.2.2

Soustrayez $5$ de $0$ .

$f (0) = \frac{0}{- 5}$

Étape 3.2.3

Divisez $0$ par $- 5$ .

$f (0) = 0$

Étape 3.2.4

La réponse finale est $0$ .

$0$

Étape 4

Résolvez la fonction d’origine $f (x) = \frac{x^{2}}{x - 5}$ sur $x = 10$ .

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Étape 4.1

Remplacez la variable $x$ par $10$ dans l’expression.

$f (10) = \frac{{(10)}^{2}}{(10) - 5}$

Étape 4.2

Simplifiez le résultat.

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Étape 4.2.1

Élevez $10$ à la puissance $2$ .

$f (10) = \frac{100}{10 - 5}$

Étape 4.2.2

Soustrayez $5$ de $10$ .

$f (10) = \frac{100}{5}$

Étape 4.2.3

Divisez $100$ par $5$ .

$f (10) = 20$

Étape 4.2.4

La réponse finale est $20$ .

$20$

Étape 5

Les droites tangentes horizontales sur la fonction $f (x) = \frac{x^{2}}{x - 5}$ sont $y = 0, y = 20$ .

$y = 0, y = 20$

Étape 6