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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Déterminez la dérivée seconde.
Étape 1.1.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 1.1.1.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 1.1.1.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.1.1.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.1.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.1.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.1.1.3
Différenciez.
Étape 1.1.1.3.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.1.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.1.3.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.1.3.4
Simplifiez l’expression.
Étape 1.1.1.3.4.1
Additionnez et .
Étape 1.1.1.3.4.2
Multipliez par .
Étape 1.1.1.3.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.1.3.6
Déplacez à gauche de .
Étape 1.1.1.4
Simplifiez
Étape 1.1.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.1.1.4.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.1.1.4.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.1.1.4.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.1.1.4.2
Déplacez à gauche de .
Étape 1.1.2
Déterminez la dérivée seconde.
Étape 1.1.2.1
Simplifiez les termes.
Étape 1.1.2.1.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.1.2.1.1.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.2.1.1.2
Multipliez par .
Étape 1.1.2.1.2
Additionnez et .
Étape 1.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 1.1.2.3
Différenciez.
Étape 1.1.2.3.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2.3.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2.3.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.2.3.4
Multipliez par .
Étape 1.1.2.3.5
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2.3.6
Simplifiez l’expression.
Étape 1.1.2.3.6.1
Additionnez et .
Étape 1.1.2.3.6.2
Déplacez à gauche de .
Étape 1.1.2.4
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 1.1.2.5
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.1.2.5.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.1.2.5.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.2.5.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.1.2.6
Différenciez.
Étape 1.1.2.6.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2.6.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.2.6.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2.6.4
Simplifiez l’expression.
Étape 1.1.2.6.4.1
Additionnez et .
Étape 1.1.2.6.4.2
Multipliez par .
Étape 1.1.2.6.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.2.6.6
Multipliez par .
Étape 1.1.3
La dérivée seconde de par rapport à est .
Étape 1.2
Définissez la dérivée seconde égale à puis résolvez l’équation .
Étape 1.2.1
Définissez la dérivée seconde égale à .
Étape 1.2.2
Simplifiez .
Étape 1.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.2.2.1.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.2.2.1.2
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 1.2.2.1.2.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.2.2.1.2.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.2.2.1.2.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.2.2.1.3
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.2.2.1.3.1
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 1.2.2.1.3.1.1
Déplacez .
Étape 1.2.2.1.3.1.2
Multipliez par .
Étape 1.2.2.1.3.2
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.2.2.1.3.3
Multipliez par .
Étape 1.2.2.1.3.4
Multipliez par .
Étape 1.2.2.2
Additionnez et .
Étape 1.2.3
Factorisez le côté gauche de l’équation.
Étape 1.2.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.1.4
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.1.5
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.1.6
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.1.7
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.2.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.3
Additionnez et .
Étape 1.2.3.4
Factorisez.
Étape 1.2.3.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.4.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.4.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.4.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.4.2
Supprimez les parenthèses inutiles.
Étape 1.2.3.5
Multipliez par .
Étape 1.2.3.6
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.6.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.6.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.7
Additionnez et .
Étape 1.2.3.8
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.8.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.8.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.3.9
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.2.3.10
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 1.2.3.10.1
Déplacez .
Étape 1.2.3.10.2
Multipliez par .
Étape 1.2.3.11
Multipliez par .
Étape 1.2.3.12
Factorisez.
Étape 1.2.3.12.1
Additionnez et .
Étape 1.2.3.12.2
Supprimez les parenthèses inutiles.
Étape 1.2.3.13
Multipliez par .
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
Définissez le égal à .
Étape 1.2.5.2.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
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
Utilisez la formule quadratique pour déterminer les solutions.
Étape 1.2.6.2.2
Remplacez les valeurs , et dans la formule quadratique et résolvez pour .
Étape 1.2.6.2.3
Simplifiez
Étape 1.2.6.2.3.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 1.2.6.2.3.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.2.6.2.3.1.2
Multipliez .
Étape 1.2.6.2.3.1.2.1
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.3.1.2.2
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.3.1.3
Soustrayez de .
Étape 1.2.6.2.3.1.4
Réécrivez comme .
Étape 1.2.6.2.3.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.6.2.3.1.4.2
Réécrivez comme .
Étape 1.2.6.2.3.1.5
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 1.2.6.2.3.2
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.3.3
Simplifiez .
Étape 1.2.6.2.4
Simplifiez l’expression pour résoudre la partie du .
Étape 1.2.6.2.4.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 1.2.6.2.4.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.2.6.2.4.1.2
Multipliez .
Étape 1.2.6.2.4.1.2.1
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.4.1.2.2
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.4.1.3
Soustrayez de .
Étape 1.2.6.2.4.1.4
Réécrivez comme .
Étape 1.2.6.2.4.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.6.2.4.1.4.2
Réécrivez comme .
Étape 1.2.6.2.4.1.5
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 1.2.6.2.4.2
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.4.3
Simplifiez .
Étape 1.2.6.2.4.4
Remplacez le par .
Étape 1.2.6.2.4.5
Réécrivez comme .
Étape 1.2.6.2.4.6
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.6.2.4.7
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.6.2.4.8
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 1.2.6.2.5
Simplifiez l’expression pour résoudre la partie du .
Étape 1.2.6.2.5.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 1.2.6.2.5.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.2.6.2.5.1.2
Multipliez .
Étape 1.2.6.2.5.1.2.1
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.5.1.2.2
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.5.1.3
Soustrayez de .
Étape 1.2.6.2.5.1.4
Réécrivez comme .
Étape 1.2.6.2.5.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.6.2.5.1.4.2
Réécrivez comme .
Étape 1.2.6.2.5.1.5
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 1.2.6.2.5.2
Multipliez par .
Étape 1.2.6.2.5.3
Simplifiez .
Étape 1.2.6.2.5.4
Remplacez le par .
Étape 1.2.6.2.5.5
Réécrivez comme .
Étape 1.2.6.2.5.6
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.6.2.5.7
Factorisez à partir de .
Étape 1.2.6.2.5.8
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 1.2.6.2.6
La réponse finale est la combinaison des deux solutions.
Étape 1.2.7
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 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 :
Notation de constructeur d’ensemble :
Étape 3
Créez des intervalles autour des valeurs où la dérivée seconde est nulle ou indéfinie.
Étape 4
Étape 4.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 4.2
Simplifiez le résultat.
Étape 4.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 4.2.1.1
Multipliez par .
Étape 4.2.1.2
Additionnez et .
Étape 4.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 4.2.1.4
Multipliez par .
Étape 4.2.1.5
Multipliez par .
Étape 4.2.1.6
Additionnez et .
Étape 4.2.1.7
Simplifiez chaque terme.
Étape 4.2.1.7.1
Additionnez et .
Étape 4.2.1.7.2
Élevez à la puissance .
Étape 4.2.1.7.3
Multipliez .
Étape 4.2.1.7.3.1
Multipliez par .
Étape 4.2.1.7.3.2
Multipliez par .
Étape 4.2.1.7.4
Additionnez et .
Étape 4.2.1.7.5
Élevez à la puissance .
Étape 4.2.1.8
Additionnez et .
Étape 4.2.1.9
Multipliez par .
Étape 4.2.2
Soustrayez de .
Étape 4.2.3
La réponse finale est .
Étape 4.3
Le graphe est concave vers le bas sur l’intervalle car est négatif.
Concave vers le bas sur car est négatif
Concave vers le bas sur car est négatif
Étape 5
Étape 5.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 5.2
Simplifiez le résultat.
Étape 5.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 5.2.1.1
Multipliez par .
Étape 5.2.1.2
Additionnez et .
Étape 5.2.1.3
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 5.2.1.4
Multipliez par .
Étape 5.2.1.5
Multipliez par .
Étape 5.2.1.6
Additionnez et .
Étape 5.2.1.7
Simplifiez chaque terme.
Étape 5.2.1.7.1
Additionnez et .
Étape 5.2.1.7.2
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 5.2.1.7.3
Multipliez .
Étape 5.2.1.7.3.1
Multipliez par .
Étape 5.2.1.7.3.2
Multipliez par .
Étape 5.2.1.7.4
Additionnez et .
Étape 5.2.1.7.5
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 5.2.1.8
Additionnez et .
Étape 5.2.1.9
Multipliez par .
Étape 5.2.2
Additionnez et .
Étape 5.2.3
La réponse finale est .
Étape 5.3
Le graphe est concave vers le haut sur l’intervalle car est positif.
Concave vers le haut sur car est positif
Concave vers le haut sur car est positif
Étape 6
Étape 6.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 6.2
Simplifiez le résultat.
Étape 6.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 6.2.1.1
Multipliez par .
Étape 6.2.1.2
Additionnez et .
Étape 6.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 6.2.1.4
Multipliez par .
Étape 6.2.1.5
Multipliez par .
Étape 6.2.1.6
Additionnez et .
Étape 6.2.1.7
Simplifiez chaque terme.
Étape 6.2.1.7.1
Additionnez et .
Étape 6.2.1.7.2
Élevez à la puissance .
Étape 6.2.1.7.3
Multipliez .
Étape 6.2.1.7.3.1
Multipliez par .
Étape 6.2.1.7.3.2
Multipliez par .
Étape 6.2.1.7.4
Additionnez et .
Étape 6.2.1.7.5
Élevez à la puissance .
Étape 6.2.1.8
Additionnez et .
Étape 6.2.1.9
Multipliez par .
Étape 6.2.2
Additionnez et .
Étape 6.2.3
La réponse finale est .
Étape 6.3
Le graphe est concave vers le bas sur l’intervalle car est négatif.
Concave vers le bas sur car est négatif
Concave vers le bas sur car est négatif
Étape 7
Étape 7.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 7.2
Simplifiez le résultat.
Étape 7.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 7.2.1.1
Multipliez par .
Étape 7.2.1.2
Additionnez et .
Étape 7.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 7.2.1.4
Multipliez par .
Étape 7.2.1.5
Multipliez par .
Étape 7.2.1.6
Additionnez et .
Étape 7.2.1.7
Simplifiez chaque terme.
Étape 7.2.1.7.1
Additionnez et .
Étape 7.2.1.7.2
Élevez à la puissance .
Étape 7.2.1.7.3
Multipliez .
Étape 7.2.1.7.3.1
Multipliez par .
Étape 7.2.1.7.3.2
Multipliez par .
Étape 7.2.1.7.4
Additionnez et .
Étape 7.2.1.7.5
Élevez à la puissance .
Étape 7.2.1.8
Additionnez et .
Étape 7.2.1.9
Multipliez par .
Étape 7.2.2
Additionnez et .
Étape 7.2.3
La réponse finale est .
Étape 7.3
Le graphe est concave vers le haut sur l’intervalle car est positif.
Concave vers le haut sur car est positif
Concave vers le haut sur car est positif
Étape 8
Le graphe est concave vers le bas lorsque la dérivée seconde est négative et concave vers le haut lorsque la dérivée seconde est positive.
Concave vers le bas sur car est négatif
Concave vers le haut sur car est positif
Concave vers le bas sur car est négatif
Concave vers le haut sur car est positif
Étape 9