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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Différenciez en utilisant la règle multiple constante.
Étape 1.1.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2
Réécrivez comme .
Étape 1.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.3
Différenciez.
Étape 1.3.1
Multipliez par .
Étape 1.3.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.3.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.3.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.3.5
Simplifiez l’expression.
Étape 1.3.5.1
Additionnez et .
Étape 1.3.5.2
Multipliez par .
Étape 1.4
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 1.5
Associez des termes.
Étape 1.5.1
Associez et .
Étape 1.5.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 1.5.3
Associez et .
Étape 1.5.4
Déplacez à gauche 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 en utilisant la règle de puissance.
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
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.3
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
Simplifiez l’expression.
Étape 2.10.1
Additionnez et .
Étape 2.10.2
Multipliez par .
Étape 2.11
Élevez à la puissance .
Étape 2.12
Élevez à la puissance .
Étape 2.13
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.14
Additionnez et .
Étape 2.15
Soustrayez de .
Étape 2.16
Associez et .
Étape 2.17
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.18
Simplifiez
Étape 2.18.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.18.2
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.18.2.1
Multipliez par .
Étape 2.18.2.2
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
Différenciez en utilisant la règle multiple constante.
Étape 4.1.1.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.1.2
Réécrivez comme .
Étape 4.1.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 4.1.2.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 4.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 4.1.3
Différenciez.
Étape 4.1.3.1
Multipliez par .
Étape 4.1.3.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.3.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.3.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.3.5
Simplifiez l’expression.
Étape 4.1.3.5.1
Additionnez et .
Étape 4.1.3.5.2
Multipliez par .
Étape 4.1.4
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 4.1.5
Associez des termes.
Étape 4.1.5.1
Associez et .
Étape 4.1.5.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 4.1.5.3
Associez et .
Étape 4.1.5.4
Déplacez à gauche 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
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 5.3.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.3.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.3.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.3.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.3.2.1.2
Divisez par .
Étape 5.3.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.3.3.1
Divisez par .
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
Factorisez le côté gauche de l’équation.
Étape 6.2.1.1
Réécrivez comme .
Étape 6.2.1.2
Les deux termes étant des carrés parfaits, factorisez à l’aide de la formule de la différence des carrés, où et .
Étape 6.2.1.3
Appliquez la règle de produit à .
Étape 6.2.2
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 6.2.3
Définissez égal à et résolvez .
Étape 6.2.3.1
Définissez égal à .
Étape 6.2.3.2
Résolvez pour .
Étape 6.2.3.2.1
Définissez le égal à .
Étape 6.2.3.2.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 6.2.4
Définissez égal à et résolvez .
Étape 6.2.4.1
Définissez égal à .
Étape 6.2.4.2
Résolvez pour .
Étape 6.2.4.2.1
Définissez le égal à .
Étape 6.2.4.2.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 6.2.5
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 6.3
L’équation est indéfinie là où le dénominateur est égal à , l’argument d’une racine carrée est inférieur à ou l’argument d’un logarithme est inférieur ou égal à .
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 le numérateur.
Étape 9.1.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.2
Multipliez par .
Étape 9.1.3
Soustrayez de .
Étape 9.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 9.2.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.2.2
Soustrayez de .
Étape 9.2.3
Élevez à la puissance .
Étape 9.3
Annulez le facteur commun à et .
Étape 9.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.3.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 9.3.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.3.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.3.2.3
Réécrivez l’expression.
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 le dénominateur.
Étape 11.2.1.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.2.1.2
Soustrayez de .
Étape 11.2.2
Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.
Étape 11.2.2.1
Annulez le facteur commun à et .
Étape 11.2.2.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.2.1.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 11.2.2.1.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.2.1.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.2.1.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 11.2.3
La réponse finale est .
Étape 12
Ce sont les extrema locaux pour .
est un maximum local
Étape 13