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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 1.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 1.3
Soustrayez de .
Étape 1.4
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 1.5
Écrivez chaque expression avec un dénominateur commun , en multipliant chacun par un facteur approprié de .
Étape 1.5.1
Multipliez par .
Étape 1.5.2
Élevez à la puissance .
Étape 1.5.3
Élevez à la puissance .
Étape 1.5.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.5.5
Additionnez et .
Étape 1.6
Différenciez en utilisant la règle multiple constante.
Étape 1.6.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 1.6.2
Associez et .
Étape 1.6.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.7
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 1.8
Différenciez en utilisant la règle de la somme.
Étape 1.8.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 1.8.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 1.8.1.2
Multipliez par .
Étape 1.8.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.9
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 1.10
Différenciez.
Étape 1.10.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.10.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.10.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.10.4
Simplifiez l’expression.
Étape 1.10.4.1
Additionnez et .
Étape 1.10.4.2
Multipliez par .
Étape 1.10.5
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.10.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.10.7
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.10.8
Simplifiez en ajoutant des termes.
Étape 1.10.8.1
Additionnez et .
Étape 1.10.8.2
Multipliez par .
Étape 1.10.8.3
Additionnez et .
Étape 1.10.8.4
Additionnez et .
Étape 1.10.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.10.10
Additionnez et .
Étape 1.11
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.11.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.11.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.11.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.12
Simplifiez en factorisant.
Étape 1.12.1
Multipliez par .
Étape 1.12.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.12.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.12.2.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.12.2.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.13
Annulez les facteurs communs.
Étape 1.13.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.13.2
Annulez le facteur commun.
Étape 1.13.3
Réécrivez l’expression.
Étape 1.14
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.15
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.16
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.17
Associez les fractions.
Étape 1.17.1
Additionnez et .
Étape 1.17.2
Multipliez par .
Étape 1.17.3
Associez et .
Étape 1.18
Simplifiez
Étape 1.18.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 1.18.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.18.3.1.1
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 1.18.3.1.1.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3.1.1.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3.1.1.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3.1.2
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 1.18.3.1.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.18.3.1.2.1.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.18.3.1.2.1.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 1.18.3.1.2.1.2.1
Déplacez .
Étape 1.18.3.1.2.1.2.2
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.2.1.3
Déplacez à gauche de .
Étape 1.18.3.1.2.1.4
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.2.1.5
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.2.2
Additionnez et .
Étape 1.18.3.1.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3.1.4
Simplifiez
Étape 1.18.3.1.4.1
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.4.2
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.4.3
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.5
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 1.18.3.1.5.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3.1.5.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3.1.5.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3.1.6
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 1.18.3.1.6.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.18.3.1.6.1.1
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.6.1.2
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.6.1.3
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.6.2
Soustrayez de .
Étape 1.18.3.1.7
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3.1.8
Simplifiez
Étape 1.18.3.1.8.1
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.8.2
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.9
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.18.3.1.10
Simplifiez
Étape 1.18.3.1.10.1
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.10.2
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.10.3
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.11
Multipliez .
Étape 1.18.3.1.11.1
Multipliez par .
Étape 1.18.3.1.11.2
Multipliez par .
Étape 1.18.3.2
Associez les termes opposés dans .
Étape 1.18.3.2.1
Soustrayez de .
Étape 1.18.3.2.2
Additionnez et .
Étape 1.18.3.3
Additionnez et .
Étape 1.18.3.4
Additionnez et .
Étape 1.18.3.5
Soustrayez de .
Étape 1.18.4
Factorisez à partir de .
Étape 1.18.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.18.4.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.18.4.3
Factorisez à partir de .
Étape 2
Étape 2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 2.3
Différenciez.
Étape 2.3.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 2.3.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 2.3.1.2
Multipliez par .
Étape 2.3.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.5
Simplifiez l’expression.
Étape 2.3.5.1
Additionnez et .
Étape 2.3.5.2
Multipliez par .
Étape 2.4
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.4.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.4.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.5
Simplifiez en factorisant.
Étape 2.5.1
Multipliez par .
Étape 2.5.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.6
Annulez les facteurs communs.
Étape 2.6.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.2
Annulez le facteur commun.
Étape 2.6.3
Réécrivez l’expression.
Étape 2.7
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.10
Associez les fractions.
Étape 2.10.1
Additionnez et .
Étape 2.10.2
Multipliez par .
Étape 2.10.3
Associez et .
Étape 2.11
Simplifiez
Étape 2.11.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.11.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.11.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.11.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.11.3.1.1
Multipliez par .
Étape 2.11.3.1.2
Multipliez par .
Étape 2.11.3.1.3
Multipliez .
Étape 2.11.3.1.3.1
Multipliez par .
Étape 2.11.3.1.3.2
Multipliez par .
Étape 2.11.3.2
Soustrayez de .
Étape 2.11.3.3
Additionnez et .
Étape 2.11.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.11.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.11.4.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.11.4.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.11.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.11.6
Réécrivez comme .
Étape 2.11.7
Factorisez à partir de .
Étape 2.11.8
Réécrivez comme .
Étape 2.11.9
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 3
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 4
Étape 4.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 4.1.1
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 4.1.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 4.1.3
Soustrayez de .
Étape 4.1.4
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 4.1.5
Écrivez chaque expression avec un dénominateur commun , en multipliant chacun par un facteur approprié de .
Étape 4.1.5.1
Multipliez par .
Étape 4.1.5.2
Élevez à la puissance .
Étape 4.1.5.3
Élevez à la puissance .
Étape 4.1.5.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 4.1.5.5
Additionnez et .
Étape 4.1.6
Différenciez en utilisant la règle multiple constante.
Étape 4.1.6.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 4.1.6.2
Associez et .
Étape 4.1.6.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.7
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 4.1.8
Différenciez en utilisant la règle de la somme.
Étape 4.1.8.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 4.1.8.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 4.1.8.1.2
Multipliez par .
Étape 4.1.8.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.9
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 4.1.10
Différenciez.
Étape 4.1.10.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.10.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.10.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.10.4
Simplifiez l’expression.
Étape 4.1.10.4.1
Additionnez et .
Étape 4.1.10.4.2
Multipliez par .
Étape 4.1.10.5
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.10.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.10.7
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.10.8
Simplifiez en ajoutant des termes.
Étape 4.1.10.8.1
Additionnez et .
Étape 4.1.10.8.2
Multipliez par .
Étape 4.1.10.8.3
Additionnez et .
Étape 4.1.10.8.4
Additionnez et .
Étape 4.1.10.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.10.10
Additionnez et .
Étape 4.1.11
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 4.1.11.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 4.1.11.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.11.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 4.1.12
Simplifiez en factorisant.
Étape 4.1.12.1
Multipliez par .
Étape 4.1.12.2
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.12.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.12.2.2
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.12.2.3
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.13
Annulez les facteurs communs.
Étape 4.1.13.1
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.13.2
Annulez le facteur commun.
Étape 4.1.13.3
Réécrivez l’expression.
Étape 4.1.14
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.15
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.16
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.17
Associez les fractions.
Étape 4.1.17.1
Additionnez et .
Étape 4.1.17.2
Multipliez par .
Étape 4.1.17.3
Associez et .
Étape 4.1.18
Simplifiez
Étape 4.1.18.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 4.1.18.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 4.1.18.3.1.1
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 4.1.18.3.1.1.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3.1.1.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3.1.1.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3.1.2
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 4.1.18.3.1.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 4.1.18.3.1.2.1.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 4.1.18.3.1.2.1.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 4.1.18.3.1.2.1.2.1
Déplacez .
Étape 4.1.18.3.1.2.1.2.2
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.2.1.3
Déplacez à gauche de .
Étape 4.1.18.3.1.2.1.4
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.2.1.5
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.2.2
Additionnez et .
Étape 4.1.18.3.1.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3.1.4
Simplifiez
Étape 4.1.18.3.1.4.1
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.4.2
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.4.3
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.5
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 4.1.18.3.1.5.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3.1.5.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3.1.5.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3.1.6
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 4.1.18.3.1.6.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 4.1.18.3.1.6.1.1
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.6.1.2
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.6.1.3
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.6.2
Soustrayez de .
Étape 4.1.18.3.1.7
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3.1.8
Simplifiez
Étape 4.1.18.3.1.8.1
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.8.2
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.9
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.18.3.1.10
Simplifiez
Étape 4.1.18.3.1.10.1
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.10.2
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.10.3
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.11
Multipliez .
Étape 4.1.18.3.1.11.1
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.1.11.2
Multipliez par .
Étape 4.1.18.3.2
Associez les termes opposés dans .
Étape 4.1.18.3.2.1
Soustrayez de .
Étape 4.1.18.3.2.2
Additionnez et .
Étape 4.1.18.3.3
Additionnez et .
Étape 4.1.18.3.4
Additionnez et .
Étape 4.1.18.3.5
Soustrayez de .
Étape 4.1.18.4
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.18.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.18.4.2
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.18.4.3
Factorisez à partir de .
Étape 4.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 5
Étape 5.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 5.2
Définissez le numérateur égal à zéro.
Étape 5.3
Résolvez l’équation pour .
Étape 5.3.1
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 5.3.1.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.3.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.3.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.3.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.3.1.2.1.2
Divisez par .
Étape 5.3.1.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.3.1.3.1
Divisez par .
Étape 5.3.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 6
Étape 6.1
Définissez le dénominateur dans égal à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 6.2
Résolvez .
Étape 6.2.1
Définissez le égal à .
Étape 6.2.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 7
Points critiques à évaluer.
Étape 8
Évaluez la dérivée seconde sur . Si la dérivée seconde est positive, il s’agit d’un minimum local. Si elle est négative, il s’agit d’un maximum local.
Étape 9
Étape 9.1
Soustrayez de .
Étape 9.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 9.2.1
Additionnez et .
Étape 9.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 9.3
Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.
Étape 9.3.1
Multipliez par .
Étape 9.3.2
Annulez le facteur commun à et .
Étape 9.3.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.3.2.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 9.3.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.3.2.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.3.2.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 9.3.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 9.4
Multipliez .
Étape 9.4.1
Multipliez par .
Étape 9.4.2
Multipliez par .
Étape 10
est un minimum local car la valeur de la dérivée seconde est positive. On parle de test de la dérivée seconde.
est un minimum local
Étape 11
Étape 11.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.2
Simplifiez le résultat.
Étape 11.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 11.2.1.1
Additionnez et .
Étape 11.2.1.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 11.2.1.2.1
Additionnez et .
Étape 11.2.1.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.3
Annulez le facteur commun à et .
Étape 11.2.1.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.3.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 11.2.1.3.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.3.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.3.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.2
Déterminez le dénominateur commun.
Étape 11.2.2.1
Écrivez comme une fraction avec le dénominateur .
Étape 11.2.2.2
Multipliez par .
Étape 11.2.2.3
Multipliez par .
Étape 11.2.2.4
Multipliez par .
Étape 11.2.2.5
Multipliez par .
Étape 11.2.2.6
Réorganisez les facteurs de .
Étape 11.2.2.7
Multipliez par .
Étape 11.2.3
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 11.2.4
Simplifiez l’expression.
Étape 11.2.4.1
Multipliez par .
Étape 11.2.4.2
Soustrayez de .
Étape 11.2.4.3
Additionnez et .
Étape 11.2.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.5.2
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.5.3
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.6
La réponse finale est .
Étape 12
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
Étape 13