Calcul infinitésimal Exemples

$y = (2 x + 3) \sqrt{x^{2} + 3 x}$

Étape 1

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{x^{2} + 3 x}$ comme ${(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Étape 2

Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ est $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ où $f (x) = 2 x + 3$ et $g (x) = {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Étape 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 $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ et $g (x) = x^{2} + 3 x$ .

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Étape 3.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $x^{2} + 3 x$ .

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

Étape 3.2

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

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

Étape 3.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $x^{2} + 3 x$ .

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

Étape 4

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2}{2}$ .

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

Étape 5

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

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

Étape 6

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

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

Étape 7

Simplifiez le numérateur.

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Étape 7.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

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

Étape 7.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

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

Étape 8

Associez les fractions.

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Étape 8.1

Placez le signe moins devant la fraction.

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

Étape 8.2

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

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

Étape 8.3

Placez ${(x^{2} + 3 x)}^{- \frac{1}{2}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

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

Étape 9

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

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

Étape 10

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

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

Étape 11

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

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

Étape 12

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

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

Étape 13

Multipliez $3$ par $1$ .

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

Étape 14

Élevez $2 x + 3$ à la puissance $1$ .

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

Étape 15

Élevez $2 x + 3$ à la puissance $1$ .

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

Étape 16

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

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

Étape 17

Associez les fractions.

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Étape 17.1

Additionnez $1$ et $1$ .

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

Étape 17.2

Associez ${(2 x + 3)}^{2}$ et $\frac{1}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Étape 18

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

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

Étape 19

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

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

Étape 20

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

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

Étape 21

Multipliez $2$ par $1$ .

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

Étape 22

Comme $3$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $3$ par rapport à $x$ est $0$ .

$\frac{{(2 x + 3)}^{2}}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}} + {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}} (2 + 0)$

Étape 23

Simplifiez l’expression.

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Étape 23.1

Additionnez $2$ et $0$ .

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

Étape 23.2

Déplacez $2$ à gauche de ${(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Étape 24

Pour écrire $2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Étape 25

Associez $2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}$ et $\frac{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Étape 26

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

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

Étape 27

Multipliez $2$ par $2$ .

$\frac{{(2 x + 3)}^{2} + 4 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}} {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 28

Multipliez ${(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}$ par ${(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}$ en additionnant les exposants.

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Étape 28.1

Déplacez ${(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{{(2 x + 3)}^{2} + 4 ({(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}} {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}})}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 28.2

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

$\frac{{(2 x + 3)}^{2} + 4 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2} + \frac{1}{2}}}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 28.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{{(2 x + 3)}^{2} + 4 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1 + 1}{2}}}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 28.4

Additionnez $1$ et $1$ .

$\frac{{(2 x + 3)}^{2} + 4 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{2}{2}}}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 28.5

Divisez $2$ par $2$ .

$\frac{{(2 x + 3)}^{2} + 4 {(x^{2} + 3 x)}^{1}}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 29

Simplifiez $4 {(x^{2} + 3 x)}^{1}$ .

$\frac{{(2 x + 3)}^{2} + 4 (x^{2} + 3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30

Simplifiez

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Étape 30.1

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{{(2 x + 3)}^{2} + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2

Simplifiez le numérateur.

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Étape 30.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 30.2.1.1

Réécrivez ${(2 x + 3)}^{2}$ comme $(2 x + 3) (2 x + 3)$ .

$\frac{(2 x + 3) (2 x + 3) + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.2

Développez $(2 x + 3) (2 x + 3)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 30.2.1.2.1

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{2 x (2 x + 3) + 3 (2 x + 3) + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.2.2

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{2 x (2 x) + 2 x \cdot 3 + 3 (2 x + 3) + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.2.3

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{2 x (2 x) + 2 x \cdot 3 + 3 (2 x) + 3 \cdot 3 + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.3

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 30.2.1.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 30.2.1.3.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{2 \cdot 2 x \cdot x + 2 x \cdot 3 + 3 (2 x) + 3 \cdot 3 + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.3.1.2

Multipliez $x$ par $x$ en additionnant les exposants.

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Étape 30.2.1.3.1.2.1

Déplacez $x$ .

$\frac{2 \cdot 2 (x \cdot x) + 2 x \cdot 3 + 3 (2 x) + 3 \cdot 3 + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.3.1.2.2

Multipliez $x$ par $x$ .

$\frac{2 \cdot 2 x^{2} + 2 x \cdot 3 + 3 (2 x) + 3 \cdot 3 + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.3.1.3

Multipliez $2$ par $2$ .

$\frac{4 x^{2} + 2 x \cdot 3 + 3 (2 x) + 3 \cdot 3 + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.3.1.4

Multipliez $3$ par $2$ .

$\frac{4 x^{2} + 6 x + 3 (2 x) + 3 \cdot 3 + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.3.1.5

Multipliez $2$ par $3$ .

$\frac{4 x^{2} + 6 x + 6 x + 3 \cdot 3 + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.3.1.6

Multipliez $3$ par $3$ .

$\frac{4 x^{2} + 6 x + 6 x + 9 + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.3.2

Additionnez $6 x$ et $6 x$ .

$\frac{4 x^{2} + 12 x + 9 + 4 x^{2} + 4 (3 x)}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.1.4

Multipliez $3$ par $4$ .

$\frac{4 x^{2} + 12 x + 9 + 4 x^{2} + 12 x}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.2

Additionnez $4 x^{2}$ et $4 x^{2}$ .

$\frac{8 x^{2} + 12 x + 9 + 12 x}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 30.2.3

Additionnez $12 x$ et $12 x$ .

$\frac{8 x^{2} + 24 x + 9}{2 {(x^{2} + 3 x)}^{\frac{1}{2}}}$