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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 de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 2.4
Associez et .
Étape 2.5
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.6
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.6.1
Multipliez par .
Étape 2.6.2
Soustrayez de .
Étape 2.7
Associez les fractions.
Étape 2.7.1
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.7.2
Associez et .
Étape 2.7.3
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.7.4
Associez et .
Étape 2.8
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.10
Additionnez et .
Étape 2.11
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.12
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.13
Associez les fractions.
Étape 2.13.1
Multipliez par .
Étape 2.13.2
Associez et .
Étape 2.13.3
Simplifiez l’expression.
Étape 2.13.3.1
Déplacez à gauche de .
Étape 2.13.3.2
Réécrivez comme .
Étape 2.13.3.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.14
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.15
Multipliez par .
Étape 2.16
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 2.17
Associez et .
Étape 2.18
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.19
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.19.1
Déplacez .
Étape 2.19.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.19.3
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.19.4
Additionnez et .
Étape 2.19.5
Divisez par .
Étape 2.20
Simplifiez .
Étape 2.21
Déplacez à gauche de .
Étape 2.22
Simplifiez
Étape 2.22.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.22.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.22.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.22.2.1.1
Multipliez par .
Étape 2.22.2.1.2
Multipliez par .
Étape 2.22.2.2
Soustrayez de .
Étape 2.22.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.22.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.22.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.22.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.22.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.22.5
Réécrivez comme .
Étape 2.22.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.22.7
Réécrivez comme .
Étape 2.22.8
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 3
Étape 3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 3.3
Différenciez.
Étape 3.3.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 3.3.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 3.3.1.2
Multipliez .
Étape 3.3.1.2.1
Associez et .
Étape 3.3.1.2.2
Multipliez par .
Étape 3.3.2
Selon la règle de la somme, 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
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.3.5
Simplifiez l’expression.
Étape 3.3.5.1
Additionnez et .
Étape 3.3.5.2
Multipliez par .
Étape 3.4
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.4.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.4.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.5
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 3.6
Associez et .
Étape 3.7
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.8
Simplifiez le numérateur.
Étape 3.8.1
Multipliez par .
Étape 3.8.2
Soustrayez de .
Étape 3.9
Associez les fractions.
Étape 3.9.1
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 3.9.2
Associez et .
Étape 3.9.3
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 3.10
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.11
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.12
Additionnez et .
Étape 3.13
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.14
Multipliez.
Étape 3.14.1
Multipliez par .
Étape 3.14.2
Multipliez par .
Étape 3.15
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.16
Associez les fractions.
Étape 3.16.1
Multipliez par .
Étape 3.16.2
Multipliez par .
Étape 3.16.3
Remettez dans l’ordre.
Étape 3.16.3.1
Déplacez à gauche de .
Étape 3.16.3.2
Déplacez à gauche de .
Étape 3.17
Simplifiez
Étape 3.17.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.17.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 3.17.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 3.17.2.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 3.17.2.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 3.17.2.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 3.17.2.2
Multipliez par .
Étape 3.17.2.3
Déplacez à gauche de .
Étape 3.17.2.4
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 3.17.2.5
Associez et .
Étape 3.17.2.6
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.17.2.7
Réécrivez en forme factorisée.
Étape 3.17.2.7.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 3.17.2.7.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 3.17.2.7.2.1
Déplacez .
Étape 3.17.2.7.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 3.17.2.7.2.3
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.17.2.7.2.4
Additionnez et .
Étape 3.17.2.7.2.5
Divisez par .
Étape 3.17.2.7.3
Simplifiez .
Étape 3.17.2.7.4
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.17.2.7.5
Multipliez par .
Étape 3.17.2.7.6
Multipliez par .
Étape 3.17.2.7.7
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.17.2.7.8
Multipliez par .
Étape 3.17.2.7.9
Soustrayez de .
Étape 3.17.2.7.10
Additionnez et .
Étape 3.17.3
Associez des termes.
Étape 3.17.3.1
Associez et .
Étape 3.17.3.2
Réécrivez comme un produit.
Étape 3.17.3.3
Multipliez par .
Étape 3.17.3.4
Multipliez par .
Étape 3.17.3.5
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 3.17.3.5.1
Déplacez .
Étape 3.17.3.5.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 3.17.3.5.3
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.17.3.5.4
Additionnez et .
Étape 3.17.4
Factorisez à partir de .
Étape 3.17.5
Réécrivez comme .
Étape 3.17.6
Factorisez à partir de .
Étape 3.17.7
Réécrivez comme .
Étape 3.17.8
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 3.17.9
Multipliez par .
Étape 3.17.10
Multipliez par .
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 de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 5.1.3
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 5.1.4
Associez et .
Étape 5.1.5
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 5.1.6
Simplifiez le numérateur.
Étape 5.1.6.1
Multipliez par .
Étape 5.1.6.2
Soustrayez de .
Étape 5.1.7
Associez les fractions.
Étape 5.1.7.1
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 5.1.7.2
Associez et .
Étape 5.1.7.3
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 5.1.7.4
Associez et .
Étape 5.1.8
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.10
Additionnez et .
Étape 5.1.11
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.12
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.13
Associez les fractions.
Étape 5.1.13.1
Multipliez par .
Étape 5.1.13.2
Associez et .
Étape 5.1.13.3
Simplifiez l’expression.
Étape 5.1.13.3.1
Déplacez à gauche de .
Étape 5.1.13.3.2
Réécrivez comme .
Étape 5.1.13.3.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 5.1.14
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.15
Multipliez par .
Étape 5.1.16
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 5.1.17
Associez et .
Étape 5.1.18
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 5.1.19
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 5.1.19.1
Déplacez .
Étape 5.1.19.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 5.1.19.3
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 5.1.19.4
Additionnez et .
Étape 5.1.19.5
Divisez par .
Étape 5.1.20
Simplifiez .
Étape 5.1.21
Déplacez à gauche de .
Étape 5.1.22
Simplifiez
Étape 5.1.22.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 5.1.22.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 5.1.22.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 5.1.22.2.1.1
Multipliez par .
Étape 5.1.22.2.1.2
Multipliez par .
Étape 5.1.22.2.2
Soustrayez de .
Étape 5.1.22.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.22.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.22.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.22.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.22.4
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.22.5
Réécrivez comme .
Étape 5.1.22.6
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.22.7
Réécrivez comme .
Étape 5.1.22.8
Placez le signe moins devant la fraction.
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
Définissez le numérateur égal à zéro.
Étape 6.3
Résolvez l’équation pour .
Étape 6.3.1
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.3.1.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.3.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.3.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.3.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.3.1.2.1.2
Divisez par .
Étape 6.3.1.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.3.1.3.1
Divisez par .
Étape 6.3.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 7
Étape 7.1
Appliquez la règle pour réécrire l’élévation à la puissance comme un radical.
Étape 7.2
Définissez le dénominateur dans égal à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 7.3
Résolvez .
Étape 7.3.1
Pour retirer le radical du côté gauche de l’équation, élevez au cube les deux côtés de l’équation.
Étape 7.3.2
Simplifiez chaque côté de l’équation.
Étape 7.3.2.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 7.3.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.3.2.2.1
Simplifiez .
Étape 7.3.2.2.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 7.3.2.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 7.3.2.2.1.3
Multipliez les exposants dans .
Étape 7.3.2.2.1.3.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 7.3.2.2.1.3.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 7.3.2.2.1.3.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 7.3.2.2.1.3.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 7.3.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.3.2.3.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 7.3.3
Résolvez .
Étape 7.3.3.1
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 7.3.3.1.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 7.3.3.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.3.3.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 7.3.3.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 7.3.3.1.2.1.2
Divisez par .
Étape 7.3.3.1.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.3.3.1.3.1
Divisez par .
Étape 7.3.3.2
Définissez le égal à .
Étape 7.3.3.3
Résolvez .
Étape 7.3.3.3.1
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 7.3.3.3.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 7.3.3.3.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 7.3.3.3.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.3.3.3.2.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 7.3.3.3.2.2.2
Divisez par .
Étape 7.3.3.3.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.3.3.3.2.3.1
Divisez par .
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
Factorisez à partir de .
Étape 10.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 10.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 10.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 10.3
Soustrayez de .
Étape 10.4
Simplifiez le dénominateur.
Étape 10.4.1
Multipliez par .
Étape 10.4.2
Soustrayez de .
Étape 10.5
Simplifiez l’expression.
Étape 10.5.1
Multipliez par .
Étape 10.5.2
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
Multipliez par .
Étape 12.2.2
Soustrayez de .
Étape 12.2.3
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 l’expression.
Étape 14.1.1
Multipliez par .
Étape 14.1.2
Soustrayez de .
Étape 14.1.3
Réécrivez comme .
Étape 14.1.4
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 14.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 14.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 14.3
Simplifiez l’expression.
Étape 14.3.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 14.3.2
Multipliez par .
Étape 14.3.3
L’expression contient une division par . L’expression est indéfinie.
Indéfini
Étape 14.4
L’expression contient une division par . L’expression est indéfinie.
Indéfini
Indéfini
Étape 15
Étape 15.1
Divisez en intervalles distincts autour des valeurs qui rendent la dérivée première ou indéfinie.
Étape 15.2
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 15.2.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 15.2.2
Simplifiez le résultat.
Étape 15.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 15.2.2.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 15.2.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 15.2.2.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 15.2.2.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 15.2.2.3
Soustrayez de .
Étape 15.2.2.4
Simplifiez le dénominateur.
Étape 15.2.2.4.1
Soustrayez de .
Étape 15.2.2.4.2
Réécrivez comme .
Étape 15.2.2.4.3
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 15.2.2.4.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 15.2.2.4.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 15.2.2.4.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 15.2.2.4.5
Élevez à la puissance .
Étape 15.2.2.5
Simplifiez l’expression.
Étape 15.2.2.5.1
Multipliez par .
Étape 15.2.2.5.2
Divisez par .
Étape 15.2.2.5.3
Multipliez par .
Étape 15.2.2.6
La réponse finale est .
Étape 15.3
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 15.3.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 15.3.2
Simplifiez le résultat.
Étape 15.3.2.1
Soustrayez de .
Étape 15.3.2.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 15.3.2.2.1
Multipliez par .
Étape 15.3.2.2.2
Soustrayez de .
Étape 15.3.2.2.3
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 15.3.2.3
Simplifiez
Étape 15.3.2.3.1
Multipliez par .
Étape 15.3.2.3.2
Multipliez par .
Étape 15.3.2.4
La réponse finale est .
Étape 15.4
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 15.4.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 15.4.2
Simplifiez le résultat.
Étape 15.4.2.1
Soustrayez de .
Étape 15.4.2.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 15.4.2.2.1
Multipliez par .
Étape 15.4.2.2.2
Soustrayez de .
Étape 15.4.2.3
Multipliez par .
Étape 15.4.2.4
La réponse finale est .
Étape 15.5
Comme la dérivée première a changé de signe de positive à négative autour de , est un maximum local.
est un maximum local
Étape 15.6
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 15.7
Ce sont les extrema locaux pour .
est un maximum local
est un maximum local
Étape 16