Calcul infinitésimal Exemples

$x^{\frac{5}{3}} - 20 x^{\frac{2}{3}}$

Étape 1

Écrivez $x^{\frac{5}{3}} - 20 x^{\frac{2}{3}}$ comme une fonction.

$f (x) = x^{\frac{5}{3}} - 20 x^{\frac{2}{3}}$

Étape 2

Find the $x$ values where the second derivative is equal to $0$ .

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Étape 2.1

Déterminez la dérivée seconde.

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Étape 2.1.1

Déterminez la dérivée première.

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Étape 2.1.1.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x^{\frac{5}{3}} - 20 x^{\frac{2}{3}}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x^{\frac{5}{3}}] + \frac{d}{d x} [- 20 x^{\frac{2}{3}}]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{\frac{5}{3}}] + \frac{d}{d x} [- 20 x^{\frac{2}{3}}]$

Étape 2.1.1.2

Évaluez $\frac{d}{d x} [x^{\frac{5}{3}}]$ .

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Étape 2.1.1.2.1

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{5}{3}$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{5}{3} - 1} + \frac{d}{d x} [- 20 x^{\frac{2}{3}}]$

Étape 2.1.1.2.2

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{5}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}} + \frac{d}{d x} [- 20 x^{\frac{2}{3}}]$

Étape 2.1.1.2.3

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{5}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}} + \frac{d}{d x} [- 20 x^{\frac{2}{3}}]$

Étape 2.1.1.2.4

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{5}{3} x^{\frac{5 - 1 \cdot 3}{3}} + \frac{d}{d x} [- 20 x^{\frac{2}{3}}]$

Étape 2.1.1.2.5

Simplifiez le numérateur.

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Étape 2.1.1.2.5.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{5 - 3}{3}} + \frac{d}{d x} [- 20 x^{\frac{2}{3}}]$

Étape 2.1.1.2.5.2

Soustrayez $3$ de $5$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} + \frac{d}{d x} [- 20 x^{\frac{2}{3}}]$

Étape 2.1.1.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [- 20 x^{\frac{2}{3}}]$ .

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Étape 2.1.1.3.1

Comme $- 20$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 20 x^{\frac{2}{3}}$ par rapport à $x$ est $- 20 \frac{d}{d x} [x^{\frac{2}{3}}]$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - 20 \frac{d}{d x} [x^{\frac{2}{3}}]$

Étape 2.1.1.3.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{2}{3}$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - 20 (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1})$

Étape 2.1.1.3.3

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - 20 (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}})$

Étape 2.1.1.3.4

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - 20 (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}})$

Étape 2.1.1.3.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - 20 (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 1 \cdot 3}{3}})$

Étape 2.1.1.3.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 2.1.1.3.6.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - 20 (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 3}{3}})$

Étape 2.1.1.3.6.2

Soustrayez $3$ de $2$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - 20 (\frac{2}{3} x^{\frac{- 1}{3}})$

Étape 2.1.1.3.7

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - 20 (\frac{2}{3} x^{- \frac{1}{3}})$

Étape 2.1.1.3.8

Associez $\frac{2}{3}$ et $x^{- \frac{1}{3}}$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - 20 \frac{2 x^{- \frac{1}{3}}}{3}$

Étape 2.1.1.3.9

Associez $- 20$ et $\frac{2 x^{- \frac{1}{3}}}{3}$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} + \frac{- 20 (2 x^{- \frac{1}{3}})}{3}$

Étape 2.1.1.3.10

Multipliez $2$ par $- 20$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} + \frac{- 40 x^{- \frac{1}{3}}}{3}$

Étape 2.1.1.3.11

Placez $x^{- \frac{1}{3}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} + \frac{- 40}{3 x^{\frac{1}{3}}}$

Étape 2.1.1.3.12

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{5}{3} x^{\frac{2}{3}} - \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}$

Étape 2.1.1.4

Associez $\frac{5}{3}$ et $x^{\frac{2}{3}}$ .

$f' (x) = \frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3} - \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}$

Étape 2.1.2

Déterminez la dérivée seconde.

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Étape 2.1.2.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $\frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3} - \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [\frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3}] + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$ .

$\frac{d}{d x} [\frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3}] + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2

Évaluez $\frac{d}{d x} [\frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3}]$ .

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Étape 2.1.2.2.1

Comme $\frac{5}{3}$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $\frac{5 x^{\frac{2}{3}}}{3}$ par rapport à $x$ est $\frac{5}{3} \frac{d}{d x} [x^{\frac{2}{3}}]$ .

$\frac{5}{3} \frac{d}{d x} [x^{\frac{2}{3}}] + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = \frac{2}{3}$ .

$\frac{5}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.3

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{5}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.4

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{5}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{5}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 1 \cdot 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 2.1.2.2.6.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{5}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{2 - 3}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.6.2

Soustrayez $3$ de $2$ .

$\frac{5}{3} (\frac{2}{3} x^{\frac{- 1}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.7

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{5}{3} (\frac{2}{3} x^{- \frac{1}{3}}) + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.8

Associez $\frac{2}{3}$ et $x^{- \frac{1}{3}}$ .

$\frac{5}{3} \cdot \frac{2 x^{- \frac{1}{3}}}{3} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.9

Multipliez $\frac{5}{3}$ par $\frac{2 x^{- \frac{1}{3}}}{3}$ .

$\frac{5 (2 x^{- \frac{1}{3}})}{3 \cdot 3} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.10

Multipliez $2$ par $5$ .

$\frac{10 x^{- \frac{1}{3}}}{3 \cdot 3} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.11

Multipliez $3$ par $3$ .

$\frac{10 x^{- \frac{1}{3}}}{9} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.2.12

Placez $x^{- \frac{1}{3}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.3

Évaluez $\frac{d}{d x} [- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}]$ .

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Étape 2.1.2.3.1

Comme $- \frac{40}{3}$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- \frac{40}{3 x^{\frac{1}{3}}}$ par rapport à $x$ est $- \frac{40}{3} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}]$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}]$

Étape 2.1.2.3.2

Réécrivez $\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}$ comme ${(x^{\frac{1}{3}})}^{- 1}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} \frac{d}{d x} [{(x^{\frac{1}{3}})}^{- 1}]$

Étape 2.1.2.3.3

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = x^{- 1}$ et $g (x) = x^{\frac{1}{3}}$ .

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Étape 2.1.2.3.3.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $x^{\frac{1}{3}}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (\frac{d}{d u} [u^{- 1}] \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}])$

Étape 2.1.2.3.3.2

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

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- u^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}])$

Étape 2.1.2.3.3.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $x^{\frac{1}{3}}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- {(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}])$

Étape 2.1.2.3.4

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

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- {(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1}))$

Étape 2.1.2.3.5

Multipliez les exposants dans ${(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2}$ .

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Étape 2.1.2.3.5.1

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{\frac{1}{3} \cdot - 2} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1}))$

Étape 2.1.2.3.5.2

Associez $\frac{1}{3}$ et $- 2$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{\frac{- 2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1}))$

Étape 2.1.2.3.5.3

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1}))$

Étape 2.1.2.3.6

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{3}{3}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}}))$

Étape 2.1.2.3.7

Associez $- 1$ et $\frac{3}{3}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}}))$

Étape 2.1.2.3.8

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 1 \cdot 3}{3}}))$

Étape 2.1.2.3.9

Simplifiez le numérateur.

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Étape 2.1.2.3.9.1

Multipliez $- 1$ par $3$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 3}{3}}))$

Étape 2.1.2.3.9.2

Soustrayez $3$ de $1$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{- 2}{3}}))$

Étape 2.1.2.3.10

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}}))$

Étape 2.1.2.3.11

Associez $\frac{1}{3}$ et $x^{- \frac{2}{3}}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- x^{- \frac{2}{3}} \frac{x^{- \frac{2}{3}}}{3})$

Étape 2.1.2.3.12

Associez $\frac{x^{- \frac{2}{3}}}{3}$ et $x^{- \frac{2}{3}}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- \frac{x^{- \frac{2}{3}} x^{- \frac{2}{3}}}{3})$

Étape 2.1.2.3.13

Multipliez $x^{- \frac{2}{3}}$ par $x^{- \frac{2}{3}}$ en additionnant les exposants.

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Étape 2.1.2.3.13.1

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- \frac{x^{- \frac{2}{3} - \frac{2}{3}}}{3})$

Étape 2.1.2.3.13.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- \frac{x^{\frac{- 2 - 2}{3}}}{3})$

Étape 2.1.2.3.13.3

Soustrayez $2$ de $- 2$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- \frac{x^{\frac{- 4}{3}}}{3})$

Étape 2.1.2.3.13.4

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- \frac{x^{- \frac{4}{3}}}{3})$

Étape 2.1.2.3.14

Placez $x^{- \frac{4}{3}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} - \frac{40}{3} (- \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}})$

Étape 2.1.2.3.15

Multipliez $- 1$ par $- 1$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + 1 (\frac{40}{3}) \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$

Étape 2.1.2.3.16

Multipliez $\frac{40}{3}$ par $1$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{3} \cdot \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$

Étape 2.1.2.3.17

Multipliez $\frac{40}{3}$ par $\frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{3 (3 x^{\frac{4}{3}})}$

Étape 2.1.2.3.18

Multipliez $3$ par $3$ .

$f'' (x) = \frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}}$

Étape 2.1.3

La dérivée seconde de $f (x)$ par rapport à $x$ est $\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}}$

Étape 2.2

Définissez la dérivée seconde égale à $0$ puis résolvez l’équation $\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} = 0$ .

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Étape 2.2.1

Définissez la dérivée seconde égale à $0$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} = 0$

Étape 2.2.2

Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.

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Étape 2.2.2.1

Déterminer le plus petit dénominateur commun d’une liste d’expressions équivaut à déterminer le plus petit multiple commun des dénominateurs de ces valeurs.

$9 x^{\frac{1}{3}}, 9 x^{\frac{4}{3}}, 1$

Étape 2.2.2.2

Comme $9 x^{\frac{1}{3}}, 9 x^{\frac{4}{3}}, 1$ contient des nombres et des variables, deux étapes sont nécessaires pour déterminer le plus petit multiple commun. Déterminez le plus petit multiple commun pour la partie numérique $9, 9, 1$ puis déterminez le plus petit multiple commun pour la partie variable $x^{\frac{1}{3}}, x^{\frac{4}{3}}$ .

Étape 2.2.2.3

Le plus petit multiple commun est le plus petit nombre positif dans lequel tous les nombres peuvent être divisés parfaitement.

1. Indiquez les facteurs premiers de chaque nombre.

2. Multipliez chaque facteur le plus grand nombre de fois qu’il apparaît dans un nombre.

Étape 2.2.2.4

$9$ a des facteurs de $3$ et $3$ .

$3 \cdot 3$

Étape 2.2.2.5

Le nombre $1$ n’est pas un nombre premier car il ne comporte qu’un facteur positif, qui est lui-même.

Pas premier

Étape 2.2.2.6

Le plus petit multiple commun de $9, 9, 1$ est le résultat de la multiplication de tous les facteurs premiers le plus grand nombre de fois qu’ils apparaissent dans un nombre ou l’autre.

$3 \cdot 3$

Étape 2.2.2.7

Multipliez $3$ par $3$ .

$9$

Étape 2.2.2.8

Le plus petit multiple commun de $x^{\frac{1}{3}}, x^{\frac{4}{3}}$ est le résultat de la multiplication de tous les facteurs premiers le plus grand nombre de fois qu’ils apparaissent dans un terme ou l’autre.

$x^{\frac{4}{3}}$

Étape 2.2.2.9

Le plus petit multiple commun pour $9 x^{\frac{1}{3}}, 9 x^{\frac{4}{3}}, 1$ est la partie numérique $9$ multipliée par la partie variable.

$9 x^{\frac{4}{3}}$

Étape 2.2.3

Multiplier chaque terme dans $\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} = 0$ par $9 x^{\frac{4}{3}}$ afin d’éliminer les fractions.

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Étape 2.2.3.1

Multipliez chaque terme dans $\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} = 0$ par $9 x^{\frac{4}{3}}$ .

$\frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 2.2.3.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 2.2.3.2.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$9 \frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} x^{\frac{4}{3}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.2

Annulez le facteur commun de $9$ .

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Étape 2.2.3.2.1.2.1

Annulez le facteur commun.

$9 \frac{10}{9 x^{\frac{1}{3}}} x^{\frac{4}{3}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.2.2

Réécrivez l’expression.

$\frac{10}{x^{\frac{1}{3}}} x^{\frac{4}{3}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.3

Annulez le facteur commun de $x^{\frac{1}{3}}$ .

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Étape 2.2.3.2.1.3.1

Factorisez $x^{\frac{1}{3}}$ à partir de $x^{\frac{4}{3}}$ .

$\frac{10}{x^{\frac{1}{3}}} (x^{\frac{1}{3}} x^{\frac{3}{3}}) + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.3.2

Annulez le facteur commun.

$\frac{10}{x^{\frac{1}{3}}} (x^{\frac{1}{3}} x^{\frac{3}{3}}) + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.3.3

Réécrivez l’expression.

$10 x^{\frac{3}{3}} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.4

Divisez $3$ par $3$ .

$10 x^{1} + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.5

Simplifiez

$10 x + \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} (9 x^{\frac{4}{3}}) = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.6

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$10 x + 9 \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} x^{\frac{4}{3}} = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.7

Annulez le facteur commun de $9$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 2.2.3.2.1.7.1

Annulez le facteur commun.

$10 x + 9 \frac{40}{9 x^{\frac{4}{3}}} x^{\frac{4}{3}} = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.7.2

Réécrivez l’expression.

$10 x + \frac{40}{x^{\frac{4}{3}}} x^{\frac{4}{3}} = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.8

Annulez le facteur commun de $x^{\frac{4}{3}}$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 2.2.3.2.1.8.1

Annulez le facteur commun.

$10 x + \frac{40}{x^{\frac{4}{3}}} x^{\frac{4}{3}} = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.2.1.8.2

Réécrivez l’expression.

$10 x + 40 = 0 (9 x^{\frac{4}{3}})$

Étape 2.2.3.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 2.2.3.3.1

Multipliez $0 (9 x^{\frac{4}{3}})$ .

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Étape 2.2.3.3.1.1

Multipliez $9$ par $0$ .

$10 x + 40 = 0 x^{\frac{4}{3}}$

Étape 2.2.3.3.1.2

Multipliez $0$ par $x^{\frac{4}{3}}$ .

$10 x + 40 = 0$

Étape 2.2.4

Résolvez l’équation.

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Étape 2.2.4.1

Soustrayez $40$ des deux côtés de l’équation.

$10 x = - 40$

Étape 2.2.4.2

Divisez chaque terme dans $10 x = - 40$ par $10$ et simplifiez.

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Étape 2.2.4.2.1

Divisez chaque terme dans $10 x = - 40$ par $10$ .

$\frac{10 x}{10} = \frac{- 40}{10}$

Étape 2.2.4.2.2

Simplifiez le côté gauche.

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Étape 2.2.4.2.2.1

Annulez le facteur commun de $10$ .

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Étape 2.2.4.2.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{10 x}{10} = \frac{- 40}{10}$

Étape 2.2.4.2.2.1.2

Divisez $x$ par $1$ .

$x = \frac{- 40}{10}$

Étape 2.2.4.2.3

Simplifiez le côté droit.

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Étape 2.2.4.2.3.1

Divisez $- 40$ par $10$ .

$x = - 4$

Étape 3

Déterminez le domaine de $f (x) = x^{\frac{5}{3}} - 20 x^{\frac{2}{3}}$ .

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Étape 3.1

Convertissez des expressions avec exposants fractionnaires en radicaux.

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Étape 3.1.1

Appliquez la règle $x^{\frac{m}{n}} = \sqrt[n]{x^{m}}$ pour réécrire l’élévation à la puissance comme un radical.

$\sqrt[3]{x^{5}} - 20 x^{\frac{2}{3}}$

Étape 3.1.2

Appliquez la règle $x^{\frac{m}{n}} = \sqrt[n]{x^{m}}$ pour réécrire l’élévation à la puissance comme un radical.

$\sqrt[3]{x^{5}} - 20 \sqrt[3]{x^{2}}$

Étape 3.2

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.

Notation d’intervalle :

$(- \infty, \infty)$

Notation de constructeur d’ensemble :

${x | x \in ℝ}$

Notation d’intervalle :

$(- \infty, \infty)$

Notation de constructeur d’ensemble :

${x | x \in ℝ}$

Étape 4

Créez des intervalles autour des valeurs $x$ où la dérivée seconde est nulle ou indéfinie.

$(- \infty, - 4) \cup (- 4, \infty)$

Étape 5

Remplacez tout nombre du premier intervalle $(- \infty, - 4)$ dans la dérivée seconde et évaluez afin de déterminer la concavité.

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Étape 5.1

Remplacez la variable $x$ par $- 6$ dans l’expression.

$f'' (- 6) = \frac{10}{9 {(- 6)}^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2

Simplifiez le résultat.

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Étape 5.2.1

Pour écrire $\frac{10}{9 {(- 6)}^{\frac{1}{3}}}$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{{(- 6)}^{\frac{3}{3}}}{{(- 6)}^{\frac{3}{3}}}$ .

$f'' (- 6) = \frac{10}{9 {(- 6)}^{\frac{1}{3}}} \cdot \frac{{(- 6)}^{\frac{3}{3}}}{{(- 6)}^{\frac{3}{3}}} + \frac{40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.2

Écrivez chaque expression avec un dénominateur commun $9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}$ , en multipliant chacun par un facteur approprié de $1$ .

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Étape 5.2.2.1

Multipliez $\frac{10}{9 {(- 6)}^{\frac{1}{3}}}$ par $\frac{{(- 6)}^{\frac{3}{3}}}{{(- 6)}^{\frac{3}{3}}}$ .

$f'' (- 6) = \frac{10 {(- 6)}^{\frac{3}{3}}}{9 {(- 6)}^{\frac{1}{3}} {(- 6)}^{\frac{3}{3}}} + \frac{40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.2.2

Multipliez ${(- 6)}^{\frac{1}{3}}$ par ${(- 6)}^{\frac{3}{3}}$ en additionnant les exposants.

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Étape 5.2.2.2.1

Déplacez ${(- 6)}^{\frac{3}{3}}$ .

$f'' (- 6) = \frac{10 {(- 6)}^{\frac{3}{3}}}{9 ({(- 6)}^{\frac{3}{3}} {(- 6)}^{\frac{1}{3}})} + \frac{40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.2.2.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$f'' (- 6) = \frac{10 {(- 6)}^{\frac{3}{3}}}{9 {(- 6)}^{\frac{3}{3} + \frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.2.2.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$f'' (- 6) = \frac{10 {(- 6)}^{\frac{3}{3}}}{9 {(- 6)}^{\frac{3 + 1}{3}}} + \frac{40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.2.2.4

Additionnez $3$ et $1$ .

$f'' (- 6) = \frac{10 {(- 6)}^{\frac{3}{3}}}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}} + \frac{40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$f'' (- 6) = \frac{10 {(- 6)}^{\frac{3}{3}} + 40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.4

Simplifiez le numérateur.

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Étape 5.2.4.1

Divisez $3$ par $3$ .

$f'' (- 6) = \frac{10 (- 6) + 40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.4.2

Élevez $- 6$ à la puissance $1$ .

$f'' (- 6) = \frac{10 \cdot - 6 + 40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.4.3

Multipliez $10$ par $- 6$ .

$f'' (- 6) = \frac{- 60 + 40}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.4.4

Additionnez $- 60$ et $40$ .

$f'' (- 6) = \frac{- 20}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.5

Placez le signe moins devant la fraction.

$f'' (- 6) = - \frac{20}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.2.6

La réponse finale est $- \frac{20}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$ .

$- \frac{20}{9 {(- 6)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 5.3

Le graphe est concave vers le bas sur l’intervalle $(- \infty, - 4)$ car $f'' (- 6)$ est négatif.

Le graphe est concave vers le bas

Étape 6

Remplacez tout nombre du premier intervalle $(- 4, \infty)$ dans la dérivée seconde et évaluez afin de déterminer la concavité.

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Étape 6.1

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

$f'' (0) = \frac{10}{9 {(0)}^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 {(0)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 6.2

Simplifiez l’expression.

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Étape 6.2.1

Réécrivez $0$ comme $0^{3}$ .

$f'' (0) = \frac{10}{9 {(0^{3})}^{\frac{1}{3}}} + \frac{40}{9 {(0)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 6.2.2

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f'' (0) = \frac{10}{9 \cdot 0^{3 (\frac{1}{3})}} + \frac{40}{9 {(0)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 6.3

Annulez le facteur commun de $3$ .

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Étape 6.3.1

Annulez le facteur commun.

$f'' (0) = \frac{10}{9 \cdot 0^{3 (\frac{1}{3})}} + \frac{40}{9 {(0)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 6.3.2

Réécrivez l’expression.

$f'' (0) = \frac{10}{9 \cdot 0} + \frac{40}{9 {(0)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 6.4

Multipliez $9$ par $0$ .

$f'' (0) = \frac{10}{0} + \frac{40}{9 {(0)}^{\frac{4}{3}}}$

Étape 6.5

L’expression contient une division par $0$ . L’expression est indéfinie.

$f'' (0) = Undefined$

Étape 6.6

Le graphe est concave vers le haut sur l’intervalle $(- 4, \infty)$ car $f'' (0)$ est positif.

Le graphe est concave vers le haut

Étape 7

Le graphe est concave vers le bas lorsque la dérivée seconde est négative et concave vers le haut lorsque la dérivée seconde est positive.

Le graphe est concave vers le bas

Le graphe est concave vers le haut

Étape 8