Calcul infinitésimal Exemples

Trouver le maximum et le minimum absolus sur l’intervalle f(x)=x/(x^2-x+25) , [0,15]
f(x)=xx2-x+25 , [0,15]
Étape 1
Déterminez les points critiques.
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Étape 1.1
Déterminez la dérivée première.
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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 du quotient qui indique que ddx[f(x)g(x)] est g(x)ddx[f(x)]-f(x)ddx[g(x)]g(x)2f(x)=x et g(x)=x2-x+25.
(x2-x+25)ddx[x]-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2
Étape 1.1.1.2
Différenciez.
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Étape 1.1.1.2.1
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que ddx[xn] est nxn-1n=1.
(x2-x+25)1-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2
Étape 1.1.1.2.2
Multipliez x2-x+25 par 1.
x2-x+25-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2
Étape 1.1.1.2.3
Selon la règle de la somme, la dérivée de x2-x+25 par rapport à x est ddx[x2]+ddx[-x]+ddx[25].
x2-x+25-x(ddx[x2]+ddx[-x]+ddx[25])(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.2.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que ddx[xn] est nxn-1n=2.
x2-x+25-x(2x+ddx[-x]+ddx[25])(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.2.5
Comme -1 est constant par rapport à x, la dérivée de -x par rapport à x est -ddx[x].
x2-x+25-x(2x-ddx[x]+ddx[25])(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que ddx[xn] est nxn-1n=1.
x2-x+25-x(2x-11+ddx[25])(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.2.7
Multipliez -1 par 1.
x2-x+25-x(2x-1+ddx[25])(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.2.8
Comme 25 est constant par rapport à x, la dérivée de 25 par rapport à x est 0.
x2-x+25-x(2x-1+0)(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.2.9
Additionnez 2x-1 et 0.
x2-x+25-x(2x-1)(x2-x+25)2
x2-x+25-x(2x-1)(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3
Simplifiez
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Étape 1.1.1.3.1
Appliquez la propriété distributive.
x2-x+25-x(2x)-x-1(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.2
Simplifiez le numérateur.
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Étape 1.1.1.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
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Étape 1.1.1.3.2.1.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
x2-x+25-12xx-x-1(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.2.1.2
Multipliez x par x en additionnant les exposants.
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Étape 1.1.1.3.2.1.2.1
Déplacez x.
x2-x+25-12(xx)-x-1(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.2.1.2.2
Multipliez x par x.
x2-x+25-12x2-x-1(x2-x+25)2
x2-x+25-12x2-x-1(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.2.1.3
Multipliez -1 par 2.
x2-x+25-2x2-x-1(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.2.1.4
Multipliez -x-1.
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Étape 1.1.1.3.2.1.4.1
Multipliez -1 par -1.
x2-x+25-2x2+1x(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.2.1.4.2
Multipliez x par 1.
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.2.2
Associez les termes opposés dans x2-x+25-2x2+x.
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Étape 1.1.1.3.2.2.1
Additionnez -x et x.
x2+25-2x2+0(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.2.2.2
Additionnez x2+25-2x2 et 0.
x2+25-2x2(x2-x+25)2
x2+25-2x2(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.2.3
Soustrayez 2x2 de x2.
-x2+25(x2-x+25)2
-x2+25(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.3
Simplifiez le numérateur.
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Étape 1.1.1.3.3.1
Réécrivez 25 comme 52.
-x2+52(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.3.2
Remettez dans l’ordre -x2 et 52.
52-x2(x2-x+25)2
Étape 1.1.1.3.3.3
Les deux termes étant des carrés parfaits, factorisez à l’aide de la formule de la différence des carrés, a2-b2=(a+b)(a-b)a=5 et b=x.
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
Étape 1.1.2
La dérivée première de f(x) par rapport à x est (5+x)(5-x)(x2-x+25)2.
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
Étape 1.2
Définissez la dérivée première égale à 0 puis résolvez l’équation (5+x)(5-x)(x2-x+25)2=0.
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Étape 1.2.1
Définissez la dérivée première égale à 0.
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2=0
Étape 1.2.2
Définissez le numérateur égal à zéro.
(5+x)(5-x)=0
Étape 1.2.3
Résolvez l’équation pour x.
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Étape 1.2.3.1
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à 0, l’expression entière sera égale à 0.
5+x=0
5-x=0
Étape 1.2.3.2
Définissez 5+x égal à 0 et résolvez x.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.3.2.1
Définissez 5+x égal à 0.
5+x=0
Étape 1.2.3.2.2
Soustrayez 5 des deux côtés de l’équation.
x=-5
x=-5
Étape 1.2.3.3
Définissez 5-x égal à 0 et résolvez x.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.3.3.1
Définissez 5-x égal à 0.
5-x=0
Étape 1.2.3.3.2
Résolvez 5-x=0 pour x.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.3.3.2.1
Soustrayez 5 des deux côtés de l’équation.
-x=-5
Étape 1.2.3.3.2.2
Divisez chaque terme dans -x=-5 par -1 et simplifiez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.3.3.2.2.1
Divisez chaque terme dans -x=-5 par -1.
-x-1=-5-1
Étape 1.2.3.3.2.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.3.3.2.2.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
x1=-5-1
Étape 1.2.3.3.2.2.2.2
Divisez x par 1.
x=-5-1
x=-5-1
Étape 1.2.3.3.2.2.3
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.2.3.3.2.2.3.1
Divisez -5 par -1.
x=5
x=5
x=5
x=5
x=5
Étape 1.2.3.4
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent (5+x)(5-x)=0 vraie.
x=-5,5
x=-5,5
x=-5,5
Étape 1.3
Déterminez les valeurs où la dérivée est indéfinie.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 xx2-x+25 sur chaque valeur x où la dérivée est 0 ou indéfinie.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.1
Évaluez sur x=-5.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.1.1
Remplacez x par -5.
-5(-5)2-(-5)+25
Étape 1.4.1.2
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.1.2.1
Simplifiez le dénominateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.1.2.1.1
Élevez -5 à la puissance 2.
-525-(-5)+25
Étape 1.4.1.2.1.2
Multipliez -1 par -5.
-525+5+25
Étape 1.4.1.2.1.3
Additionnez 25 et 5.
-530+25
Étape 1.4.1.2.1.4
Additionnez 30 et 25.
-555
-555
Étape 1.4.1.2.2
Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.1.2.2.1
Annulez le facteur commun à -5 et 55.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.1.2.2.1.1
Factorisez 5 à partir de -5.
5(-1)55
Étape 1.4.1.2.2.1.2
Annulez les facteurs communs.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.1.2.2.1.2.1
Factorisez 5 à partir de 55.
5-1511
Étape 1.4.1.2.2.1.2.2
Annulez le facteur commun.
5-1511
Étape 1.4.1.2.2.1.2.3
Réécrivez l’expression.
-111
-111
-111
Étape 1.4.1.2.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
-111
-111
-111
-111
Étape 1.4.2
Évaluez sur x=5.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.2.1
Remplacez x par 5.
5(5)2-(5)+25
Étape 1.4.2.2
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.2.2.1
Annulez le facteur commun à 5 et (5)2-(5)+25.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.2.2.1.1
Factorisez 5 à partir de 5.
5152-(5)+25
Étape 1.4.2.2.1.2
Annulez les facteurs communs.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.2.2.1.2.1
Factorisez 5 à partir de 52.
5155-(5)+25
Étape 1.4.2.2.1.2.2
Factorisez 5 à partir de -(5).
5155+5-1+25
Étape 1.4.2.2.1.2.3
Factorisez 5 à partir de 55+5-1.
515(5-1)+25
Étape 1.4.2.2.1.2.4
Factorisez 5 à partir de 25.
515(5-1)+5(5)
Étape 1.4.2.2.1.2.5
Factorisez 5 à partir de 5(5-1)+5(5).
515(5-1+5)
Étape 1.4.2.2.1.2.6
Annulez le facteur commun.
515(5-1+5)
Étape 1.4.2.2.1.2.7
Réécrivez l’expression.
15-1+5
15-1+5
15-1+5
Étape 1.4.2.2.2
Simplifiez le dénominateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.4.2.2.2.1
Soustrayez 1 de 5.
14+5
Étape 1.4.2.2.2.2
Additionnez 4 et 5.
19
19
19
19
Étape 1.4.3
Indiquez tous les points.
(-5,-111),(5,19)
(-5,-111),(5,19)
(-5,-111),(5,19)
Étape 2
Excluez les points qui ne sont pas sur l’intervalle.
(5,19)
Étape 3
Évaluez sur les points finaux inclus.
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Étape 3.1
Évaluez sur x=0.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.1.1
Remplacez x par 0.
0(0)2-(0)+25
Étape 3.1.2
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.1.2.1
Simplifiez le dénominateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.1.2.1.1
L’élévation de 0 à toute puissance positive produit 0.
00-(0)+25
Étape 3.1.2.1.2
Multipliez -1 par 0.
00+0+25
Étape 3.1.2.1.3
Additionnez 0 et 0.
00+25
Étape 3.1.2.1.4
Additionnez 0 et 25.
025
025
Étape 3.1.2.2
Divisez 0 par 25.
0
0
0
Étape 3.2
Évaluez sur x=15.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.1
Remplacez x par 15.
15(15)2-(15)+25
Étape 3.2.2
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.2.1
Simplifiez le dénominateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.2.1.1
Élevez 15 à la puissance 2.
15225-(15)+25
Étape 3.2.2.1.2
Multipliez -1 par 15.
15225-15+25
Étape 3.2.2.1.3
Soustrayez 15 de 225.
15210+25
Étape 3.2.2.1.4
Additionnez 210 et 25.
15235
15235
Étape 3.2.2.2
Annulez le facteur commun à 15 et 235.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.2.2.1
Factorisez 5 à partir de 15.
5(3)235
Étape 3.2.2.2.2
Annulez les facteurs communs.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 3.2.2.2.2.1
Factorisez 5 à partir de 235.
53547
Étape 3.2.2.2.2.2
Annulez le facteur commun.
53547
Étape 3.2.2.2.2.3
Réécrivez l’expression.
347
347
347
347
347
Étape 3.3
Indiquez tous les points.
(0,0),(15,347)
(0,0),(15,347)
Étape 4
Comparez les valeurs f(x) trouvées pour chaque valeur de x afin de déterminer le maximum et le minimum absolus sur l’intervalle donné. Le maximum intervient sur la valeur f(x) la plus haute et le minimum intervient sur la valeur f(x) la plus basse.
Maximum absolu : (5,19)
Minimum absolu : (0,0)
Étape 5
image of graph
f(x)=xx2-x+25,[0,15]
(
(
)
)
|
|
[
[
]
]
7
7
8
8
9
9
°
°
θ
θ
4
4
5
5
6
6
/
/
^
^
×
×
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1
1
2
2
3
3
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÷
÷
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,
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0
0
.
.
%
%
=
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 [x2  12  π  xdx ]