Calcul infinitésimal Exemples

Déterminer la concavité f(x)=x^2(x+3)^5
Étape 1
Find the values where the second derivative is equal to .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1
Déterminez la dérivée seconde.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.1
Déterminez la dérivée première.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.1.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est et .
Étape 1.1.1.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Étape 1.1.1.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.1.1.3
Différenciez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Étape 1.1.1.3.6
Déplacez à gauche de .
Étape 1.1.1.4
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.1.4.1
Factorisez à partir de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.2.1
Simplifiez les termes.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1.2.1.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 et .
Étape 1.1.2.3
Différenciez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 et .
Étape 1.1.2.5
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Étape 1.1.2.5.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.1.2.6
Différenciez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.1
Définissez la dérivée seconde égale à .
Étape 1.2.2
Simplifiez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.2.1.3.1
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.3.1
Factorisez à partir de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.3.4.1
Factorisez à partir de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.5.1
Définissez égal à .
Étape 1.2.5.2
Résolvez pour .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.6.1
Définissez égal à .
Étape 1.2.6.2
Résolvez pour .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.6.2.3.1
Simplifiez le numérateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.6.2.3.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.2.6.2.3.1.2
Multipliez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.6.2.4.1
Simplifiez le numérateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.6.2.4.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.2.6.2.4.1.2
Multipliez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.6.2.5.1
Simplifiez le numérateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.6.2.5.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.2.6.2.5.1.2
Multipliez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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
Remplacez tout nombre du premier intervalle dans la dérivée seconde et évaluez afin de déterminer la concavité.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 4.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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
Remplacez tout nombre du premier intervalle dans la dérivée seconde et évaluez afin de déterminer la concavité.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 5.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 5.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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
Remplacez tout nombre du premier intervalle dans la dérivée seconde et évaluez afin de déterminer la concavité.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 6.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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
Remplacez tout nombre du premier intervalle dans la dérivée seconde et évaluez afin de déterminer la concavité.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 7.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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