Calcul infinitésimal Exemples

$f (x) = \tan^{2} (x)$ , $(- \frac{π}{4}, 1)$

Étape 1

Déterminez la dérivée première et évaluez sur $x = - \frac{π}{4}$ et $y = 1$ pour déterminer la pente de la droite tangente.

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Étape 1.1

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

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Étape 1.1.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u$ comme $\tan (x)$ .

$\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [\tan (x)]$

Étape 1.1.2

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

$2 u \frac{d}{d x} [\tan (x)]$

Étape 1.1.3

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $\tan (x)$ .

$2 \tan (x) \frac{d}{d x} [\tan (x)]$

Étape 1.2

La dérivée de $\tan (x)$ par rapport à $x$ est $\sec^{2} (x)$ .

$2 \tan (x) \sec^{2} (x)$

Étape 1.3

Réorganisez les facteurs de $2 \tan (x) \sec^{2} (x)$ .

$2 \sec^{2} (x) \tan (x)$

Étape 1.4

Évaluez la dérivée sur $x = - \frac{π}{4}$ .

$2 \sec^{2} (- \frac{π}{4}) \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5

Simplifiez

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Étape 1.5.1

Ajoutez des rotations complètes de $2 π$ jusqu’à ce que l’angle soit supérieur ou égal à $0$ et inférieur à $2 π$ .

$2 \sec^{2} (\frac{7 π}{4}) \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.2

Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant.

$2 \sec^{2} (\frac{π}{4}) \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.3

La valeur exacte de $\sec (\frac{π}{4})$ est $\frac{2}{\sqrt{2}}$ .

$2 {(\frac{2}{\sqrt{2}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.4

Multipliez $\frac{2}{\sqrt{2}}$ par $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ .

$2 {(\frac{2}{\sqrt{2}} \cdot \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5

Associez et simplifiez le dénominateur.

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Étape 1.5.5.1

Multipliez $\frac{2}{\sqrt{2}}$ par $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ .

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{\sqrt{2} \sqrt{2}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.2

Élevez $\sqrt{2}$ à la puissance $1$ .

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{{\sqrt{2}}^{1} \sqrt{2}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.3

Élevez $\sqrt{2}$ à la puissance $1$ .

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{{\sqrt{2}}^{1} {\sqrt{2}}^{1}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.4

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

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{{\sqrt{2}}^{1 + 1}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.5

Additionnez $1$ et $1$ .

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{{\sqrt{2}}^{2}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.6

Réécrivez ${\sqrt{2}}^{2}$ comme $2$ .

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Étape 1.5.5.6.1

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

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{{(2^{\frac{1}{2}})}^{2}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.6.2

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{2^{\frac{1}{2} \cdot 2}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.6.3

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

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{2^{\frac{2}{2}}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.6.4

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 1.5.5.6.4.1

Annulez le facteur commun.

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{2^{\frac{2}{2}}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.6.4.2

Réécrivez l’expression.

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{2^{1}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.5.6.5

Évaluez l’exposant.

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{2})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.6

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 1.5.6.1

Annulez le facteur commun.

$2 {(\frac{2 \sqrt{2}}{2})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.6.2

Divisez $\sqrt{2}$ par $1$ .

$2 {\sqrt{2}}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.7

Réécrivez ${\sqrt{2}}^{2}$ comme $2$ .

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Étape 1.5.7.1

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

$2 {(2^{\frac{1}{2}})}^{2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.7.2

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$2 \cdot 2^{\frac{1}{2} \cdot 2} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.7.3

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

$2 \cdot 2^{\frac{2}{2}} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.7.4

Annulez le facteur commun de $2$ .

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Étape 1.5.7.4.1

Annulez le facteur commun.

$2 \cdot 2^{\frac{2}{2}} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.7.4.2

Réécrivez l’expression.

$2 \cdot 2^{1} \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.7.5

Évaluez l’exposant.

$2 \cdot 2 \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.8

Multipliez $2$ par $2$ .

$4 \tan (- \frac{π}{4})$

Étape 1.5.9

Ajoutez des rotations complètes de $2 π$ jusqu’à ce que l’angle soit supérieur ou égal à $0$ et inférieur à $2 π$ .

$4 \tan (\frac{7 π}{4})$

Étape 1.5.10

Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant. Rendez l’expression négative car la tangente est négative dans le quatrième quadrant.

$4 (- \tan (\frac{π}{4}))$

Étape 1.5.11

La valeur exacte de $\tan (\frac{π}{4})$ est $1$ .

$4 (- 1 \cdot 1)$

Étape 1.5.12

Multipliez $4 (- 1 \cdot 1)$ .

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Étape 1.5.12.1

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$4 \cdot - 1$

Étape 1.5.12.2

Multipliez $4$ par $- 1$ .

$- 4$

Étape 2

Insérez les valeurs de pente et de point dans la formule point-pente et résolvez $y$ .

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Étape 2.1

Utilisez la pente $- 4$ et un point donné, tel que $(- \frac{π}{4}, 1)$ , pour remplacer $x_{1}$ et $y_{1}$ dans la forme point-pente $y - y_{1} = m (x - x_{1})$ , qui est dérivée de l’équation de la pente $m = \frac{y_{2} - y_{1}}{x_{2} - x_{1}}$ .

$y - (1) = - 4 \cdot (x - (- \frac{π}{4}))$

Étape 2.2

Simplifiez l’équation et conservez-la en forme point-pente.

$y - 1 = - 4 \cdot (x + \frac{π}{4})$

Étape 2.3

Résolvez $y$ .

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Étape 2.3.1

Simplifiez $- 4 \cdot (x + \frac{π}{4})$ .

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Étape 2.3.1.1

Réécrivez.

$y - 1 = 0 + 0 - 4 \cdot (x + \frac{π}{4})$

Étape 2.3.1.2

Simplifiez en ajoutant des zéros.

$y - 1 = - 4 \cdot (x + \frac{π}{4})$

Étape 2.3.1.3

Appliquez la propriété distributive.

$y - 1 = - 4 x - 4 \frac{π}{4}$

Étape 2.3.1.4

Annulez le facteur commun de $4$ .

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Étape 2.3.1.4.1

Factorisez $4$ à partir de $- 4$ .

$y - 1 = - 4 x + 4 (- 1) \frac{π}{4}$

Étape 2.3.1.4.2

Annulez le facteur commun.

$y - 1 = - 4 x + 4 \cdot - 1 \frac{π}{4}$

Étape 2.3.1.4.3

Réécrivez l’expression.

$y - 1 = - 4 x - 1 π$

Étape 2.3.1.5

Réécrivez $- 1 π$ comme $- π$ .

$y - 1 = - 4 x - π$

Étape 2.3.2

Ajoutez $1$ aux deux côtés de l’équation.

$y = - 4 x - π + 1$

Étape 3