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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Écrivez comme une fonction.
Étape 2
Étape 2.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 2.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.2.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 2.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3
Différenciez.
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
Élevez à la puissance .
Étape 2.5
Élevez à la puissance .
Étape 2.6
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.7
Simplifiez l’expression.
Étape 2.7.1
Additionnez et .
Étape 2.7.2
Déplacez à gauche de .
Étape 2.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.9
Multipliez par .
Étape 2.10
Simplifiez
Étape 2.10.1
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 2.10.2
Remettez les facteurs dans l’ordre dans .
Étape 3
Étape 3.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2
Évaluez .
Étape 3.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.2
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 3.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 3.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.2.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.7
Multipliez par .
Étape 3.2.8
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 3.2.8.1
Déplacez .
Étape 3.2.8.2
Multipliez par .
Étape 3.2.8.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 3.2.8.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 3.2.8.3
Additionnez et .
Étape 3.2.9
Déplacez à gauche de .
Étape 3.3
Évaluez .
Étape 3.3.1
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.3.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.3.1.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 3.3.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.3.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.3.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.3.4
Multipliez par .
Étape 3.4
Simplifiez
Étape 3.4.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.4.2
Associez des termes.
Étape 3.4.2.1
Multipliez par .
Étape 3.4.2.2
Multipliez par .
Étape 3.4.2.3
Déplacez .
Étape 3.4.2.4
Soustrayez de .
Étape 3.4.3
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 3.4.4
Remettez les facteurs dans l’ordre dans .
Étape 4
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 5
Étape 5.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 5.1.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 5.1.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 5.1.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 5.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 5.1.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 5.1.3
Différenciez.
Étape 5.1.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.3.3
Multipliez par .
Étape 5.1.4
Élevez à la puissance .
Étape 5.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 5.1.6
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 5.1.7
Simplifiez l’expression.
Étape 5.1.7.1
Additionnez et .
Étape 5.1.7.2
Déplacez à gauche de .
Étape 5.1.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.9
Multipliez par .
Étape 5.1.10
Simplifiez
Étape 5.1.10.1
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 5.1.10.2
Remettez les facteurs dans l’ordre dans .
Étape 5.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 6
Étape 6.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 6.2
Factorisez à partir de .
Étape 6.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.2.2
Multipliez par .
Étape 6.2.3
Factorisez à partir de .
Étape 6.3
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 6.4
Définissez égal à et résolvez .
Étape 6.4.1
Définissez égal à .
Étape 6.4.2
Résolvez pour .
Étape 6.4.2.1
Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.
Étape 6.4.2.2
L’équation ne peut pas être résolue car est indéfini.
Indéfini
Étape 6.4.2.3
Il n’y a pas de solution pour
Aucune solution
Aucune solution
Aucune solution
Étape 6.5
Définissez égal à et résolvez .
Étape 6.5.1
Définissez égal à .
Étape 6.5.2
Résolvez pour .
Étape 6.5.2.1
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 6.5.2.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.5.2.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.5.2.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.5.2.2.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.5.2.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.5.2.2.2.1.2
Divisez par .
Étape 6.5.2.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.5.2.2.3.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 6.5.2.3
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Étape 6.5.2.4
Simplifiez .
Étape 6.5.2.4.1
Réécrivez comme .
Étape 6.5.2.4.2
Toute racine de est .
Étape 6.5.2.4.3
Multipliez par .
Étape 6.5.2.4.4
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 6.5.2.4.4.1
Multipliez par .
Étape 6.5.2.4.4.2
Élevez à la puissance .
Étape 6.5.2.4.4.3
Élevez à la puissance .
Étape 6.5.2.4.4.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 6.5.2.4.4.5
Additionnez et .
Étape 6.5.2.4.4.6
Réécrivez comme .
Étape 6.5.2.4.4.6.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 6.5.2.4.4.6.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 6.5.2.4.4.6.3
Associez et .
Étape 6.5.2.4.4.6.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.5.2.4.4.6.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.5.2.4.4.6.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 6.5.2.4.4.6.5
Évaluez l’exposant.
Étape 6.5.2.5
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 6.5.2.5.1
Commencez par utiliser la valeur positive du pour déterminer la première solution.
Étape 6.5.2.5.2
Ensuite, utilisez la valeur négative du pour déterminer la deuxième solution.
Étape 6.5.2.5.3
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 6.6
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 7
Étape 7.1
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 8
Points critiques à évaluer.
Étape 9
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 10
Étape 10.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 10.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 10.1.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 10.1.2.1
Réécrivez comme .
Étape 10.1.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 10.1.2.3
Réécrivez comme .
Étape 10.1.2.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.2.3.2
Réécrivez comme .
Étape 10.1.2.4
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 10.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 10.1.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.4.2
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.4.3
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.1.5.1
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.5.2
Divisez par .
Étape 10.1.6
Appliquez la règle de produit à .
Étape 10.1.7
Réécrivez comme .
Étape 10.1.7.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 10.1.7.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 10.1.7.3
Associez et .
Étape 10.1.7.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.1.7.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.7.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.7.5
Évaluez l’exposant.
Étape 10.1.8
Élevez à la puissance .
Étape 10.1.9
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.1.9.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.9.2
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.9.3
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.9.4
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.10
Annulez le facteur commun à et .
Étape 10.1.10.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.10.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 10.1.10.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.10.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.10.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.11
Réécrivez comme .
Étape 10.1.12
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 10.1.13
Associez et .
Étape 10.1.14
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.1.14.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.14.2
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.14.3
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.15
Appliquez la règle de produit à .
Étape 10.1.16
Réécrivez comme .
Étape 10.1.16.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 10.1.16.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 10.1.16.3
Associez et .
Étape 10.1.16.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.1.16.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.16.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.16.5
Évaluez l’exposant.
Étape 10.1.17
Élevez à la puissance .
Étape 10.1.18
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.1.18.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.18.2
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.18.3
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.18.4
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.19
Annulez le facteur commun à et .
Étape 10.1.19.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.19.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 10.1.19.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.19.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.19.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.20
Réécrivez comme .
Étape 10.1.21
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 10.1.22
Multipliez .
Étape 10.1.22.1
Associez et .
Étape 10.1.22.2
Associez et .
Étape 10.1.23
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 10.2
Simplifiez les termes.
Étape 10.2.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 10.2.2
Soustrayez de .
Étape 10.2.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 11
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 12
Étape 12.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 12.2
Simplifiez le résultat.
Étape 12.2.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 12.2.2
Réécrivez comme .
Étape 12.2.2.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 12.2.2.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 12.2.2.3
Associez et .
Étape 12.2.2.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 12.2.2.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.2.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.2.5
Évaluez l’exposant.
Étape 12.2.3
Élevez à la puissance .
Étape 12.2.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 12.2.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.4.2
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.4.3
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.4.4
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.5
Annulez le facteur commun à et .
Étape 12.2.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.5.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 12.2.5.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.5.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.5.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.6
Réécrivez comme .
Étape 12.2.7
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 12.2.8
Associez.
Étape 12.2.9
Multipliez par .
Étape 12.2.10
La réponse finale est .
Étape 13
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 14
Étape 14.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 14.1.1
Utilisez la règle de puissance pour distribuer l’exposant.
Étape 14.1.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 14.1.1.2
Appliquez la règle de produit à .
Étape 14.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 14.1.3.1
Réécrivez comme .
Étape 14.1.3.2
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.3.3
Réécrivez comme .
Étape 14.1.3.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.3.3.2
Réécrivez comme .
Étape 14.1.3.4
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 14.1.4
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.1.5.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 14.1.5.2
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.5.3
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.5.4
Réécrivez l’expression.
Étape 14.1.6
Annulez le facteur commun à et .
Étape 14.1.6.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.6.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 14.1.6.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.6.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.6.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 14.1.6.2.4
Divisez par .
Étape 14.1.7
Utilisez la règle de puissance pour distribuer l’exposant.
Étape 14.1.7.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 14.1.7.2
Appliquez la règle de produit à .
Étape 14.1.8
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.9
Multipliez par .
Étape 14.1.10
Réécrivez comme .
Étape 14.1.10.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 14.1.10.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 14.1.10.3
Associez et .
Étape 14.1.10.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.1.10.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.10.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 14.1.10.5
Évaluez l’exposant.
Étape 14.1.11
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.12
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.1.12.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.12.2
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.12.3
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.12.4
Réécrivez l’expression.
Étape 14.1.13
Annulez le facteur commun à et .
Étape 14.1.13.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.13.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 14.1.13.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.13.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.13.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 14.1.14
Réécrivez comme .
Étape 14.1.15
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 14.1.16
Associez et .
Étape 14.1.17
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.1.17.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 14.1.17.2
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.17.3
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.17.4
Réécrivez l’expression.
Étape 14.1.18
Multipliez par .
Étape 14.1.19
Utilisez la règle de puissance pour distribuer l’exposant.
Étape 14.1.19.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 14.1.19.2
Appliquez la règle de produit à .
Étape 14.1.20
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.21
Multipliez par .
Étape 14.1.22
Réécrivez comme .
Étape 14.1.22.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 14.1.22.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 14.1.22.3
Associez et .
Étape 14.1.22.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.1.22.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.22.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 14.1.22.5
Évaluez l’exposant.
Étape 14.1.23
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.24
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.1.24.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.24.2
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.24.3
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.24.4
Réécrivez l’expression.
Étape 14.1.25
Annulez le facteur commun à et .
Étape 14.1.25.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.25.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 14.1.25.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.25.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.25.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 14.1.26
Réécrivez comme .
Étape 14.1.27
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 14.1.28
Multipliez .
Étape 14.1.28.1
Associez et .
Étape 14.1.28.2
Associez et .
Étape 14.2
Simplifiez les termes.
Étape 14.2.1
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 14.2.2
Additionnez et .
Étape 15
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 16
Étape 16.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 16.2
Simplifiez le résultat.
Étape 16.2.1
Utilisez la règle de puissance pour distribuer l’exposant.
Étape 16.2.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 16.2.1.2
Appliquez la règle de produit à .
Étape 16.2.2
Simplifiez l’expression.
Étape 16.2.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 16.2.2.2
Multipliez par .
Étape 16.2.3
Réécrivez comme .
Étape 16.2.3.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 16.2.3.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 16.2.3.3
Associez et .
Étape 16.2.3.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 16.2.3.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 16.2.3.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 16.2.3.5
Évaluez l’exposant.
Étape 16.2.4
Élevez à la puissance .
Étape 16.2.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 16.2.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 16.2.5.2
Factorisez à partir de .
Étape 16.2.5.3
Annulez le facteur commun.
Étape 16.2.5.4
Réécrivez l’expression.
Étape 16.2.6
Annulez le facteur commun à et .
Étape 16.2.6.1
Factorisez à partir de .
Étape 16.2.6.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 16.2.6.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 16.2.6.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 16.2.6.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 16.2.7
Réécrivez comme .
Étape 16.2.8
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 16.2.9
Multipliez par .
Étape 16.2.10
Déplacez à gauche de .
Étape 16.2.11
La réponse finale est .
Étape 17
Ce sont les extrema locaux pour .
est un maximum local
est un minimum local
Étape 18