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Calcul infinitésimal Exemples
,
Étape 1
Étape 1.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 1.1.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 1.1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.1.2
Évaluez .
Étape 1.1.1.2.1
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.1.1.2.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.1.1.2.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.1.2.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.1.1.2.2
La dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.1.3
La dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.1.4
Simplifiez
Étape 1.1.1.4.1
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 1.1.1.4.2
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.1.1.4.2.1
Remettez dans l’ordre et .
Étape 1.1.1.4.2.2
Remettez dans l’ordre et .
Étape 1.1.1.4.2.3
Appliquez l’identité d’angle double du sinus.
Étape 1.1.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 1.2
Définissez la dérivée première égale à puis résolvez l’équation .
Étape 1.2.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 1.2.2
Appliquez l’identité d’angle double du sinus.
Étape 1.2.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.4
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 1.2.5
Définissez égal à et résolvez .
Étape 1.2.5.1
Définissez égal à .
Étape 1.2.5.2
Résolvez pour .
Étape 1.2.5.2.1
Prenez le sinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire de l’intérieur du sinus.
Étape 1.2.5.2.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 1.2.5.2.2.1
La valeur exacte de est .
Étape 1.2.5.2.3
La fonction sinus est positive dans les premier et deuxième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez l’angle de référence de pour déterminer la solution dans le deuxième quadrant.
Étape 1.2.5.2.4
Soustrayez de .
Étape 1.2.5.2.5
Déterminez la période de .
Étape 1.2.5.2.5.1
La période de la fonction peut être calculée en utilisant .
Étape 1.2.5.2.5.2
Remplacez par dans la formule pour la période.
Étape 1.2.5.2.5.3
La valeur absolue est la distance entre un nombre et zéro. La distance entre et est .
Étape 1.2.5.2.5.4
Divisez par .
Étape 1.2.5.2.6
La période de la fonction est si bien que les valeurs se répètent tous les radians dans les deux sens.
, pour tout entier
, pour tout entier
, pour tout entier
Étape 1.2.6
Définissez égal à et résolvez .
Étape 1.2.6.1
Définissez égal à .
Étape 1.2.6.2
Résolvez pour .
Étape 1.2.6.2.1
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 1.2.6.2.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 1.2.6.2.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 1.2.6.2.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 1.2.6.2.2.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 1.2.6.2.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 1.2.6.2.2.2.1.2
Divisez par .
Étape 1.2.6.2.3
Prenez le cosinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire de l’intérieur du cosinus.
Étape 1.2.6.2.4
Simplifiez le côté droit.
Étape 1.2.6.2.4.1
La valeur exacte de est .
Étape 1.2.6.2.5
La fonction cosinus est positive dans les premier et quatrième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez l’angle de référence de pour déterminer la solution dans le quatrième quadrant.
Étape 1.2.6.2.6
Simplifiez .
Étape 1.2.6.2.6.1
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 1.2.6.2.6.2
Associez les fractions.
Étape 1.2.6.2.6.2.1
Associez et .
Étape 1.2.6.2.6.2.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 1.2.6.2.6.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 1.2.6.2.6.3.1
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.6.3.2
Soustrayez de .
Étape 1.2.6.2.7
Déterminez la période de .
Étape 1.2.6.2.7.1
La période de la fonction peut être calculée en utilisant .
Étape 1.2.6.2.7.2
Remplacez par dans la formule pour la période.
Étape 1.2.6.2.7.3
La valeur absolue est la distance entre un nombre et zéro. La distance entre et est .
Étape 1.2.6.2.7.4
Divisez par .
Étape 1.2.6.2.8
La période de la fonction est si bien que les valeurs se répètent tous les radians dans les deux sens.
, pour tout entier
, pour tout entier
, pour tout entier
Étape 1.2.7
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
, pour tout entier
Étape 1.2.8
Consolidez et en .
, pour tout entier
, pour tout entier
Étape 1.3
Déterminez les valeurs où la dérivée est indéfinie.
Étape 1.3.1
Le domaine de l’expression est l’ensemble des nombres réels excepté là où l’expression est indéfinie. Dans ce cas, aucun nombre réel ne rend l’expression indéfinie.
Étape 1.4
Évaluez sur chaque valeur où la dérivée est ou indéfinie.
Étape 1.4.1
Évaluez sur .
Étape 1.4.1.1
Remplacez par .
Étape 1.4.1.2
Simplifiez
Étape 1.4.1.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.4.1.2.1.1
La valeur exacte de est .
Étape 1.4.1.2.1.2
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 1.4.1.2.1.3
La valeur exacte de est .
Étape 1.4.1.2.2
Additionnez et .
Étape 1.4.2
Évaluez sur .
Étape 1.4.2.1
Remplacez par .
Étape 1.4.2.2
Simplifiez
Étape 1.4.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.4.2.2.1.1
Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant.
Étape 1.4.2.2.1.2
La valeur exacte de est .
Étape 1.4.2.2.1.3
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 1.4.2.2.1.4
Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant. Rendez l’expression négative car le cosinus est négatif dans le deuxième quadrant.
Étape 1.4.2.2.1.5
La valeur exacte de est .
Étape 1.4.2.2.1.6
Multipliez par .
Étape 1.4.2.2.2
Soustrayez de .
Étape 1.4.3
Évaluez sur .
Étape 1.4.3.1
Remplacez par .
Étape 1.4.3.2
Simplifiez
Étape 1.4.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.4.3.2.1.1
La valeur exacte de est .
Étape 1.4.3.2.1.2
Appliquez la règle de produit à .
Étape 1.4.3.2.1.3
Réécrivez comme .
Étape 1.4.3.2.1.3.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 1.4.3.2.1.3.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 1.4.3.2.1.3.3
Associez et .
Étape 1.4.3.2.1.3.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 1.4.3.2.1.3.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 1.4.3.2.1.3.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 1.4.3.2.1.3.5
Évaluez l’exposant.
Étape 1.4.3.2.1.4
Élevez à la puissance .
Étape 1.4.3.2.1.5
La valeur exacte de est .
Étape 1.4.3.2.2
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 1.4.3.2.3
Écrivez chaque expression avec un dénominateur commun , en multipliant chacun par un facteur approprié de .
Étape 1.4.3.2.3.1
Multipliez par .
Étape 1.4.3.2.3.2
Multipliez par .
Étape 1.4.3.2.4
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 1.4.3.2.5
Additionnez et .
Étape 1.4.4
Indiquez tous les points.
, pour tout entier
, pour tout entier
, pour tout entier
Étape 2
Excluez les points qui ne sont pas sur l’intervalle.
Étape 3
Étape 3.1
Divisez en intervalles distincts autour des valeurs qui rendent la dérivée première ou indéfinie.
Étape 3.2
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 3.2.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 3.2.2
Simplifiez le résultat.
Étape 3.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 3.2.2.1.1
Multipliez par .
Étape 3.2.2.1.2
Évaluez .
Étape 3.2.2.1.3
Évaluez .
Étape 3.2.2.1.4
Multipliez par .
Étape 3.2.2.2
Additionnez et .
Étape 3.2.2.3
La réponse finale est .
Étape 3.3
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 3.3.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 3.3.2
Simplifiez le résultat.
Étape 3.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 3.3.2.1.1
Multipliez par .
Étape 3.3.2.1.2
Évaluez .
Étape 3.3.2.1.3
Évaluez .
Étape 3.3.2.1.4
Multipliez par .
Étape 3.3.2.2
Soustrayez de .
Étape 3.3.2.3
La réponse finale est .
Étape 3.4
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 3.4.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 3.4.2
Simplifiez le résultat.
Étape 3.4.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 3.4.2.1.1
Multipliez par .
Étape 3.4.2.1.2
Évaluez .
Étape 3.4.2.1.3
Évaluez .
Étape 3.4.2.1.4
Multipliez par .
Étape 3.4.2.2
Soustrayez de .
Étape 3.4.2.3
La réponse finale est .
Étape 3.5
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 3.5.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 3.5.2
Simplifiez le résultat.
Étape 3.5.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 3.5.2.1.1
Multipliez par .
Étape 3.5.2.1.2
Évaluez .
Étape 3.5.2.1.3
Évaluez .
Étape 3.5.2.1.4
Multipliez par .
Étape 3.5.2.2
Additionnez et .
Étape 3.5.2.3
La réponse finale est .
Étape 3.6
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 3.6.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 3.6.2
Simplifiez le résultat.
Étape 3.6.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 3.6.2.1.1
Multipliez par .
Étape 3.6.2.1.2
Évaluez .
Étape 3.6.2.1.3
Évaluez .
Étape 3.6.2.1.4
Multipliez par .
Étape 3.6.2.2
Soustrayez de .
Étape 3.6.2.3
La réponse finale est .
Étape 3.7
Comma la dérivée première n’a pas changé de signe autour de , ce n’est pas ni un maximum ni un minimum local.
Pas un maximum ni un minimum local
Étape 3.8
Comme la dérivée première a changé de signe de positive à négative autour de , est un maximum local.
est un maximum local
Étape 3.9
Comme la dérivée première a changé de signe de négative à positive autour de , est un minimum local.
est un minimum local
Étape 3.10
Comme la dérivée première a changé de signe de positive à négative autour de , est un maximum local.
est un maximum local
Étape 3.11
Ce sont les extrema locaux pour .
est un maximum local
est un minimum local
est un maximum local
est un maximum local
est un minimum local
est un maximum local
Étape 4
Comparez les valeurs trouvées pour chaque valeur de afin de déterminer le maximum et le minimum absolus sur l’intervalle donné. Le maximum intervient sur la valeur la plus haute et le minimum intervient sur la valeur la plus basse.
Maximum absolu :
Minimum absolu :
Étape 5