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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Écrivez comme une fonction.
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
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.2.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.2.1.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 2.2.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.2.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.4
Multipliez par .
Étape 2.2.5
Déplacez à gauche de .
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 exponentielle qui indique que est où =.
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 d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.2.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.2.2.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 3.2.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.2.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.5
Multipliez par .
Étape 3.2.6
Déplacez à gauche de .
Étape 3.2.7
Multipliez par .
Étape 3.3
Évaluez .
Étape 3.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.3.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
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
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.2
Évaluez .
Étape 5.1.2.1
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 5.1.2.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 5.1.2.1.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 5.1.2.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 5.1.2.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.2.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.2.4
Multipliez par .
Étape 5.1.2.5
Déplacez à gauche de .
Étape 5.1.3
Évaluez .
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 exponentielle qui indique que est où =.
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
Déplacez du côté droit de l’équation en l’ajoutant des deux côtés.
Étape 6.3
Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.
Étape 6.4
Développez le côté gauche.
Étape 6.4.1
Réécrivez comme .
Étape 6.4.2
Développez en déplaçant hors du logarithme.
Étape 6.4.3
Le logarithme naturel de est .
Étape 6.4.4
Multipliez par .
Étape 6.5
Développez le côté droit.
Étape 6.5.1
Réécrivez comme .
Étape 6.5.2
Développez en déplaçant hors du logarithme.
Étape 6.5.3
Le logarithme naturel de est .
Étape 6.5.4
Multipliez par .
Étape 6.6
Déplacez tous les termes contenant un logarithme du côté gauche de l’équation.
Étape 6.7
Utilisez la propriété du quotient des logarithmes, .
Étape 6.8
Annulez le facteur commun à et .
Étape 6.8.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.8.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 6.8.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.8.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 6.8.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 6.9
Additionnez et .
Étape 6.10
Comme est du côté droit de l’équation, inversez les côtés afin de le placer du côté gauche de l’équation.
Étape 6.11
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.11.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.11.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.11.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.11.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.11.2.1.2
Divisez par .
Étape 6.11.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.11.3.1
Placez le signe moins devant la fraction.
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
Réécrivez comme .
Étape 10.2
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 10.3
Appliquez la règle de produit à .
Étape 10.4
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 10.5
Multipliez .
Étape 10.5.1
Multipliez par .
Étape 10.5.2
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 10.6
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 10.7
L’élévation à une puissance et log sont des fonctions inverses.
Étape 10.8
Multipliez les exposants dans .
Étape 10.8.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 10.8.2
Multipliez par .
Étape 10.9
Modifiez le signe de l’exposant en réécrivant la base comme sa réciproque.
Étape 10.10
Multipliez les exposants dans .
Étape 10.10.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 10.10.2
Associez et .
Étape 10.11
Réécrivez comme .
Étape 10.12
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 10.13
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 10.14
L’élévation à une puissance et log sont des fonctions inverses.
Étape 10.15
Multipliez les exposants dans .
Étape 10.15.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 10.15.2
Associez et .
Étape 10.15.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 10.16
Modifiez le signe de l’exposant en réécrivant la base comme sa réciproque.
Étape 11
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 12
Étape 12.1
Simplify to substitute in .
Étape 12.1.1
Réécrivez comme .
Étape 12.1.2
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 12.1.3
Appliquez la règle de produit à .
Étape 12.1.4
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 12.2
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 12.3
Simplifiez le résultat.
Étape 12.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 12.3.1.1
Multipliez .
Étape 12.3.1.1.1
Multipliez par .
Étape 12.3.1.1.2
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 12.3.1.2
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 12.3.1.3
L’élévation à une puissance et log sont des fonctions inverses.
Étape 12.3.1.4
Multipliez les exposants dans .
Étape 12.3.1.4.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 12.3.1.4.2
Multipliez par .
Étape 12.3.1.5
Modifiez le signe de l’exposant en réécrivant la base comme sa réciproque.
Étape 12.3.1.6
Multipliez les exposants dans .
Étape 12.3.1.6.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 12.3.1.6.2
Associez et .
Étape 12.3.1.7
Simplifiez en déplaçant dans le logarithme.
Étape 12.3.1.8
L’élévation à une puissance et log sont des fonctions inverses.
Étape 12.3.1.9
Modifiez le signe de l’exposant en réécrivant la base comme sa réciproque.
Étape 12.3.2
La réponse finale est .
Étape 13
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
Étape 14