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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2
Évaluez .
Étape 1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.3
Multipliez par .
Étape 1.3
Évaluez .
Étape 1.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.3.3
Multipliez par .
Étape 1.4
Évaluez .
Étape 1.4.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.4.3
Multipliez par .
Étape 1.5
Évaluez .
Étape 1.5.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.5.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.5.3
Multipliez par .
Étape 1.6
Différenciez en utilisant la règle de la constante.
Étape 1.6.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.6.2
Additionnez et .
Étape 2
Étape 2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2
Évaluez .
Étape 2.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.3
Multipliez par .
Étape 2.3
Évaluez .
Étape 2.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.3
Multipliez par .
Étape 2.4
Évaluez .
Étape 2.4.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.4.3
Multipliez par .
Étape 2.5
Évaluez .
Étape 2.5.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.5.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.5.3
Multipliez par .
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
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2
Évaluez .
Étape 4.1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.3
Multipliez par .
Étape 4.1.3
Évaluez .
Étape 4.1.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.3.3
Multipliez par .
Étape 4.1.4
Évaluez .
Étape 4.1.4.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.4.3
Multipliez par .
Étape 4.1.5
Évaluez .
Étape 4.1.5.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.5.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.5.3
Multipliez par .
Étape 4.1.6
Différenciez en utilisant la règle de la constante.
Étape 4.1.6.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.6.2
Additionnez et .
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
Factorisez le côté gauche de l’équation.
Étape 5.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.1.4
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.1.5
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.1.6
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.1.7
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.2
Factorisez en utilisant le test des racines rationnelles.
Étape 5.2.2.1
Si une fonction polynomiale a des coefficients entiers, chaque zéro rationnel aura la forme où est un facteur de la constante et est un facteur du coefficient directeur.
Étape 5.2.2.2
Déterminez chaque combinaison de . Il s’agit des racines possibles de la fonction polynomiale.
Étape 5.2.2.3
Remplacez et simplifiez l’expression. Dans ce cas, l’expression est égale à donc est une racine du polynôme.
Étape 5.2.2.3.1
Remplacez dans le polynôme.
Étape 5.2.2.3.2
Élevez à la puissance .
Étape 5.2.2.3.3
Élevez à la puissance .
Étape 5.2.2.3.4
Multipliez par .
Étape 5.2.2.3.5
Soustrayez de .
Étape 5.2.2.3.6
Multipliez par .
Étape 5.2.2.3.7
Additionnez et .
Étape 5.2.2.3.8
Soustrayez de .
Étape 5.2.2.4
Comme est une racine connue, divisez le polynôme par pour déterminer le polynôme quotient. Ce polynôme peut alors être utilisé pour déterminer les racines restantes.
Étape 5.2.2.5
Divisez par .
Étape 5.2.2.5.1
Définissez les polynômes à diviser. S’il n’y a pas de terme pour chaque exposant, insérez-en un avec une valeur de .
| - | - | + | - |
Étape 5.2.2.5.2
Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende par le terme du plus haut degré dans le diviseur .
| - | - | + | - |
Étape 5.2.2.5.3
Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.
| - | - | + | - | ||||||||
| + | - |
Étape 5.2.2.5.4
L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + |
Étape 5.2.2.5.5
Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - |
Étape 5.2.2.5.6
Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Étape 5.2.2.5.7
Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende par le terme du plus haut degré dans le diviseur .
| - | |||||||||||
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Étape 5.2.2.5.8
Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.
| - | |||||||||||
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Étape 5.2.2.5.9
L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans
| - | |||||||||||
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - |
Étape 5.2.2.5.10
Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.
| - | |||||||||||
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| + |
Étape 5.2.2.5.11
Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.
| - | |||||||||||
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| + | - |
Étape 5.2.2.5.12
Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende par le terme du plus haut degré dans le diviseur .
| - | + | ||||||||||
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| + | - |
Étape 5.2.2.5.13
Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.
| - | + | ||||||||||
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| + | - |
Étape 5.2.2.5.14
L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans
| - | + | ||||||||||
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + |
Étape 5.2.2.5.15
Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.
| - | + | ||||||||||
| - | - | + | - | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
Étape 5.2.2.5.16
Comme le reste est , la réponse finale est le quotient.
Étape 5.2.2.6
Écrivez comme un ensemble de facteurs.
Étape 5.2.3
Factorisez.
Étape 5.2.3.1
Factorisez en utilisant la règle du carré parfait.
Étape 5.2.3.1.1
Réécrivez comme .
Étape 5.2.3.1.2
Vérifiez que le terme central est le double du produit des nombres élevés au carré dans le premier terme et le troisième terme.
Étape 5.2.3.1.3
Réécrivez le polynôme.
Étape 5.2.3.1.4
Factorisez en utilisant la règle trinomiale du carré parfait , où et .
Étape 5.2.3.2
Supprimez les parenthèses inutiles.
Étape 5.3
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 5.4
Définissez égal à .
Étape 5.5
Définissez égal à et résolvez .
Étape 5.5.1
Définissez égal à .
Étape 5.5.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 5.6
Définissez égal à et résolvez .
Étape 5.6.1
Définissez égal à .
Étape 5.6.2
Résolvez pour .
Étape 5.6.2.1
Définissez le égal à .
Étape 5.6.2.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 5.7
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 6
Étape 6.1
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 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
Simplifiez chaque terme.
Étape 9.1.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.2
Multipliez par .
Étape 9.1.3
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.4
Multipliez par .
Étape 9.1.5
Multipliez par .
Étape 9.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 9.2.1
Additionnez et .
Étape 9.2.2
Additionnez et .
Étape 9.2.3
Soustrayez de .
Étape 10
est un maximum local car la valeur de la dérivée seconde est négative. On parle de test de la dérivée seconde.
est un maximum 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
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.2.1.2
Multipliez par .
Étape 11.2.1.3
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.2.1.4
Multipliez par .
Étape 11.2.1.5
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.2.1.6
Multipliez par .
Étape 11.2.1.7
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.2.1.8
Multipliez par .
Étape 11.2.2
Simplifiez en ajoutant des nombres.
Étape 11.2.2.1
Additionnez et .
Étape 11.2.2.2
Additionnez et .
Étape 11.2.2.3
Additionnez et .
Étape 11.2.2.4
Additionnez et .
Étape 11.2.3
La réponse finale est .
Étape 12
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 13
Étape 13.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 13.1.1
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 13.1.2
Multipliez par .
Étape 13.1.3
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 13.1.4
Multipliez par .
Étape 13.1.5
Multipliez par .
Étape 13.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 13.2.1
Soustrayez de .
Étape 13.2.2
Additionnez et .
Étape 13.2.3
Soustrayez de .
Étape 14
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 15
Étape 15.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 15.2
Simplifiez le résultat.
Étape 15.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 15.2.1.1
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 15.2.1.2
Multipliez par .
Étape 15.2.1.3
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 15.2.1.4
Multipliez par .
Étape 15.2.1.5
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 15.2.1.6
Multipliez par .
Étape 15.2.1.7
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 15.2.1.8
Multipliez par .
Étape 15.2.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 15.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 15.2.2.2
Additionnez et .
Étape 15.2.2.3
Soustrayez de .
Étape 15.2.2.4
Additionnez et .
Étape 15.2.3
La réponse finale est .
Étape 16
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 17
Étape 17.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 17.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 17.1.2
Multipliez par .
Étape 17.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 17.1.4
Multipliez par .
Étape 17.1.5
Multipliez par .
Étape 17.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 17.2.1
Soustrayez de .
Étape 17.2.2
Additionnez et .
Étape 17.2.3
Soustrayez de .
Étape 18
Étape 18.1
Divisez en intervalles distincts autour des valeurs qui rendent la dérivée première ou indéfinie.
Étape 18.2
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 18.2.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 18.2.2
Simplifiez le résultat.
Étape 18.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 18.2.2.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 18.2.2.1.2
Multipliez par .
Étape 18.2.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 18.2.2.1.4
Multipliez par .
Étape 18.2.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 18.2.2.1.6
Multipliez par .
Étape 18.2.2.1.7
Multipliez par .
Étape 18.2.2.2
Simplifiez en ajoutant des nombres.
Étape 18.2.2.2.1
Additionnez et .
Étape 18.2.2.2.2
Additionnez et .
Étape 18.2.2.2.3
Additionnez et .
Étape 18.2.2.3
La réponse finale est .
Étape 18.3
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 18.3.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 18.3.2
Simplifiez le résultat.
Étape 18.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 18.3.2.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 18.3.2.1.2
Multipliez par .
Étape 18.3.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 18.3.2.1.4
Multipliez par .
Étape 18.3.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 18.3.2.1.6
Multipliez par .
Étape 18.3.2.1.7
Multipliez par .
Étape 18.3.2.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 18.3.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 18.3.2.2.2
Additionnez et .
Étape 18.3.2.2.3
Soustrayez de .
Étape 18.3.2.3
La réponse finale est .
Étape 18.4
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 18.4.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 18.4.2
Simplifiez le résultat.
Étape 18.4.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 18.4.2.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 18.4.2.1.2
Multipliez par .
Étape 18.4.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 18.4.2.1.4
Multipliez par .
Étape 18.4.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 18.4.2.1.6
Multipliez par .
Étape 18.4.2.1.7
Multipliez par .
Étape 18.4.2.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 18.4.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 18.4.2.2.2
Additionnez et .
Étape 18.4.2.2.3
Soustrayez de .
Étape 18.4.2.3
La réponse finale est .
Étape 18.5
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 18.5.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 18.5.2
Simplifiez le résultat.
Étape 18.5.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 18.5.2.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 18.5.2.1.2
Multipliez par .
Étape 18.5.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 18.5.2.1.4
Multipliez par .
Étape 18.5.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 18.5.2.1.6
Multipliez par .
Étape 18.5.2.1.7
Multipliez par .
Étape 18.5.2.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 18.5.2.2.1
Soustrayez de .
Étape 18.5.2.2.2
Additionnez et .
Étape 18.5.2.2.3
Soustrayez de .
Étape 18.5.2.3
La réponse finale est .
Étape 18.6
Comme la dérivée première a changé de signe de positive à négative autour de , est un maximum local.
est un maximum local
Étape 18.7
Comme la dérivée première a changé de signe de négative à positive autour de , est un minimum local.
est un minimum local
Étape 18.8
Comma la dérivée première n’a pas changé de signe autour de , ce n’est pas ni un maximum ni un minimum local.
Pas un maximum ni un minimum local
Étape 18.9
Ce sont les extrema locaux pour .
est un maximum local
est un minimum local
est un maximum local
est un minimum local
Étape 19