Calcul infinitésimal Exemples

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

Étape 1

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

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

Étape 2

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

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Étape 2.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $x^{2} + 1$ .

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

Étape 2.2

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

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

Étape 2.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $x^{2} + 1$ .

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

Étape 3

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

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

Étape 4

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

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

Étape 5

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

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

Étape 6

Simplifiez le numérateur.

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Étape 6.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

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

Étape 6.2

Soustrayez $2$ de $3$ .

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

Étape 7

Associez les fractions.

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Étape 7.1

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

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

Étape 7.2

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

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

Étape 8

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

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

Étape 9

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

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

Étape 10

Comme $1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $1$ par rapport à $x$ est $0$ .

$\frac{\frac{3 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} x}{2} (2 x + 0) - {(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}} \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Étape 11

Associez les fractions.

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Étape 11.1

Additionnez $2 x$ et $0$ .

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

Étape 11.2

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

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

Étape 11.3

Multipliez $3$ par $2$ .

$\frac{\frac{6 ({(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} x)}{2} x - {(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}} \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Étape 11.4

Associez $\frac{6 ({(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} x)}{2}$ et $x$ .

$\frac{\frac{6 ({(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} x) x}{2} - {(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}} \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Étape 12

Élevez $x$ à la puissance $1$ .

$\frac{\frac{6 ({(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (x^{1} x))}{2} - {(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}} \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Étape 13

Élevez $x$ à la puissance $1$ .

$\frac{\frac{6 ({(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (x^{1} x^{1}))}{2} - {(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}} \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Étape 14

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

$\frac{\frac{6 ({(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} x^{1 + 1})}{2} - {(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}} \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Étape 15

Additionnez $1$ et $1$ .

$\frac{\frac{6 ({(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} x^{2})}{2} - {(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}} \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Étape 16

Factorisez $2$ à partir de $6 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} x^{2}$ .

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

Étape 17

Annulez les facteurs communs.

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Étape 17.1

Factorisez $2$ à partir de $2$ .

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

Étape 17.2

Annulez le facteur commun.

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

Étape 17.3

Réécrivez l’expression.

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

Étape 17.4

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

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

Étape 18

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

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

Étape 19

Multipliez $- 1$ par $1$ .

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

Étape 20

Simplifiez le numérateur.

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Étape 20.1

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ à partir de $3 {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} x^{2} - {(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}}$ .

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Étape 20.1.1

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

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

Étape 20.1.2

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

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

Étape 20.1.3

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ à partir de $- {(x^{2} + 1)}^{\frac{3}{2}}$ .

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

Étape 20.1.4

Factorisez ${(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ à partir de ${(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (3 x^{2}) + {(x^{2} + 1)}^{\frac{1}{2}} (- {(x^{2} + 1)}^{\frac{2}{2}})$ .

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

Étape 20.2

Divisez $2$ par $2$ .

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

Étape 20.3

Simplifiez

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

Étape 20.4

Appliquez la propriété distributive.

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

Étape 20.5

Multipliez $- 1$ par $1$ .

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

Étape 20.6

Soustrayez $x^{2}$ de $3 x^{2}$ .

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