Calcul infinitésimal Exemples

Trouver les minimums et maximums locaux f(x)=sin(x)*cos(x)^3
Étape 1
Déterminez la dérivée première de la fonction.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est et .
Étape 1.2
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 .
Étape 1.2.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.3
Déplacez à gauche de .
Étape 1.4
La dérivée de par rapport à est .
Étape 1.5
Multipliez par .
Étape 1.6
Élevez à la puissance .
Étape 1.7
Élevez à la puissance .
Étape 1.8
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.9
Additionnez et .
Étape 1.10
La dérivée de par rapport à est .
Étape 1.11
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.11.1
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 1.11.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.11.1.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.11.2
Additionnez et .
Étape 1.12
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 2
Déterminez la dérivée seconde de la fonction.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2
Évaluez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
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 produit qui indique que est et .
Étape 2.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 2.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.2.4
La dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.5
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.5.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.2.5.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 2.2.5.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.2.6
La dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.7
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.7.1
Déplacez .
Étape 2.2.7.2
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.7.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.7.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.2.7.3
Additionnez et .
Étape 2.2.8
Déplacez à gauche de .
Étape 2.2.9
Multipliez par .
Étape 2.2.10
Multipliez par en additionnant les exposants.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.10.1
Déplacez .
Étape 2.2.10.2
Multipliez par .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.2.10.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.10.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.2.10.3
Additionnez et .
Étape 2.3
Évaluez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.1
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est et .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.3.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.3.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est .
Étape 2.3.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3.2
La dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.3
Multipliez par .
Étape 2.4
Simplifiez
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.4.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.4.2
Associez des termes.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 2.4.2.1
Multipliez par .
Étape 2.4.2.2
Multipliez par .
Étape 2.4.2.3
Soustrayez de .
Étape 3
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 4
Factorisez à partir de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 4.1
Factorisez à partir de .
Étape 4.2
Factorisez à partir de .
Étape 4.3
Factorisez à partir de .
Étape 5
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 6
Définissez égal à et résolvez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.1
Définissez égal à .
Étape 6.2
Résolvez pour .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.1
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 6.2.2
Simplifiez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.2.1
Réécrivez comme .
Étape 6.2.2.2
Extrayez les termes de sous le radical, en supposant qu’il s’agit de nombres réels positifs.
Étape 6.2.2.3
Plus ou moins est .
Étape 6.2.3
Prenez le cosinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire de l’intérieur du cosinus.
Étape 6.2.4
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.4.1
La valeur exacte de est .
Étape 6.2.5
La fonction cosinus est positive dans les premier et quatrième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez l’angle de référence de pour déterminer la solution dans le quatrième quadrant.
Étape 6.2.6
Simplifiez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.6.1
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 6.2.6.2
Associez les fractions.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.6.2.1
Associez et .
Étape 6.2.6.2.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 6.2.6.3
Simplifiez le numérateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 6.2.6.3.1
Multipliez par .
Étape 6.2.6.3.2
Soustrayez de .
Étape 6.2.7
La solution de l’équation est .
Étape 7
Définissez égal à et résolvez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.1
Définissez égal à .
Étape 7.2
Résolvez pour .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.1
Remplacez le par d’après l’identité .
Étape 7.2.2
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.2.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 7.2.2.2
Multipliez par .
Étape 7.2.2.3
Multipliez par .
Étape 7.2.3
Additionnez et .
Étape 7.2.4
Remettez le polynôme dans l’ordre.
Étape 7.2.5
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 7.2.6
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.6.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 7.2.6.2
Simplifiez le côté gauche.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.6.2.1
Annulez le facteur commun de .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.6.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 7.2.6.2.1.2
Divisez par .
Étape 7.2.7
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 7.2.8
Simplifiez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.8.1
Réécrivez comme .
Étape 7.2.8.2
Simplifiez le dénominateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.8.2.1
Réécrivez comme .
Étape 7.2.8.2.2
Extrayez les termes de sous le radical, en supposant qu’il s’agit de nombres réels positifs.
Étape 7.2.9
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.9.1
Commencez par utiliser la valeur positive du pour déterminer la première solution.
Étape 7.2.9.2
Ensuite, utilisez la valeur négative du pour déterminer la deuxième solution.
Étape 7.2.9.3
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 7.2.10
Définissez chacune des solutions à résoudre pour .
Étape 7.2.11
Résolvez dans .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.11.1
Prenez le cosinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire de l’intérieur du cosinus.
Étape 7.2.11.2
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.11.2.1
La valeur exacte de est .
Étape 7.2.11.3
La fonction cosinus est positive dans les premier et quatrième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez l’angle de référence de pour déterminer la solution dans le quatrième quadrant.
Étape 7.2.11.4
Simplifiez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.11.4.1
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 7.2.11.4.2
Associez les fractions.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.11.4.2.1
Associez et .
Étape 7.2.11.4.2.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 7.2.11.4.3
Simplifiez le numérateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.11.4.3.1
Multipliez par .
Étape 7.2.11.4.3.2
Soustrayez de .
Étape 7.2.11.5
La solution de l’équation est .
Étape 7.2.12
Résolvez dans .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.12.1
Prenez le cosinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire de l’intérieur du cosinus.
Étape 7.2.12.2
Simplifiez le côté droit.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.12.2.1
La valeur exacte de est .
Étape 7.2.12.3
La fonction cosinus est négative dans les deuxième et troisième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez l’angle de référence de pour déterminer la solution dans le troisième quadrant.
Étape 7.2.12.4
Simplifiez .
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.12.4.1
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 7.2.12.4.2
Associez les fractions.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.12.4.2.1
Associez et .
Étape 7.2.12.4.2.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 7.2.12.4.3
Simplifiez le numérateur.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 7.2.12.4.3.1
Multipliez par .
Étape 7.2.12.4.3.2
Soustrayez de .
Étape 7.2.12.5
La solution de l’équation est .
Étape 7.2.13
Indiquez toutes les solutions.
Étape 8
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
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
Évaluez la dérivée seconde.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 10.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 10.1.1
La valeur exacte de est .
Étape 10.1.2
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 10.1.3
Multipliez par .
Étape 10.1.4
La valeur exacte de est .
Étape 10.1.5
Multipliez par .
Étape 10.1.6
La valeur exacte de est .
Étape 10.1.7
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 10.1.8
Multipliez par .
Étape 10.1.9
La valeur exacte de est .
Étape 10.1.10
Multipliez par .
Étape 10.2
Additionnez et .
Étape 11
Comme il y a au moins un point avec ou une dérivée seconde indéfinie, appliquez le test de la dérivée première.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.1
Divisez en intervalles distincts autour des valeurs qui rendent la dérivée première ou indéfinie.
Étape 11.2
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.2.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.2.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.2.2.1.1
La valeur exacte de est .
Étape 11.2.2.1.2
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 11.2.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.2.2.1.4
La valeur exacte de est .
Étape 11.2.2.1.5
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.2.2.1.6
Multipliez par .
Étape 11.2.2.1.7
La valeur exacte de est .
Étape 11.2.2.1.8
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 11.2.2.2
Additionnez et .
Étape 11.2.2.3
La réponse finale est .
Étape 11.3
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.3.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.3.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.3.2.1.1
Évaluez .
Étape 11.3.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.3.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.3.2.1.4
Évaluez .
Étape 11.3.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 11.3.2.1.6
Multipliez par .
Étape 11.3.2.1.7
Évaluez .
Étape 11.3.2.1.8
Élevez à la puissance .
Étape 11.3.2.2
Additionnez et .
Étape 11.3.2.3
La réponse finale est .
Étape 11.4
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.4.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.4.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.4.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.4.2.1.1
Évaluez .
Étape 11.4.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.4.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.4.2.1.4
Évaluez .
Étape 11.4.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 11.4.2.1.6
Multipliez par .
Étape 11.4.2.1.7
Évaluez .
Étape 11.4.2.1.8
Élevez à la puissance .
Étape 11.4.2.2
Additionnez et .
Étape 11.4.2.3
La réponse finale est .
Étape 11.5
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.5.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.5.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.5.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.5.2.1.1
Évaluez .
Étape 11.5.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.5.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.5.2.1.4
Évaluez .
Étape 11.5.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 11.5.2.1.6
Multipliez par .
Étape 11.5.2.1.7
Évaluez .
Étape 11.5.2.1.8
Élevez à la puissance .
Étape 11.5.2.2
Additionnez et .
Étape 11.5.2.3
La réponse finale est .
Étape 11.6
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.6.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.6.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.6.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.6.2.1.1
Évaluez .
Étape 11.6.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.6.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.6.2.1.4
Évaluez .
Étape 11.6.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 11.6.2.1.6
Multipliez par .
Étape 11.6.2.1.7
Évaluez .
Étape 11.6.2.1.8
Élevez à la puissance .
Étape 11.6.2.2
Additionnez et .
Étape 11.6.2.3
La réponse finale est .
Étape 11.7
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.7.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.7.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.7.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.7.2.1.1
Évaluez .
Étape 11.7.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.7.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.7.2.1.4
Évaluez .
Étape 11.7.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 11.7.2.1.6
Multipliez par .
Étape 11.7.2.1.7
Évaluez .
Étape 11.7.2.1.8
Élevez à la puissance .
Étape 11.7.2.2
Additionnez et .
Étape 11.7.2.3
La réponse finale est .
Étape 11.8
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.8.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.8.2
Simplifiez le résultat.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.8.2.1
Simplifiez chaque terme.
Appuyez ici pour voir plus d’étapes...
Étape 11.8.2.1.1
Évaluez .
Étape 11.8.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.8.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.8.2.1.4
Évaluez .
Étape 11.8.2.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 11.8.2.1.6
Multipliez par .
Étape 11.8.2.1.7
Évaluez .
Étape 11.8.2.1.8
Élevez à la puissance .
Étape 11.8.2.2
Additionnez et .
Étape 11.8.2.3
La réponse finale est .
Étape 11.9
Comme la dérivée première a changé de signe de positive à négative autour de , est un maximum local.
est un maximum local
Étape 11.10
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 11.11
Comme la dérivée première a changé de signe de négative à positive autour de , est un minimum local.
est un minimum local
Étape 11.12
Comme la dérivée première a changé de signe de positive à négative autour de , est un maximum local.
est un maximum local
Étape 11.13
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 11.14
Ce sont les extrema locaux pour .
est un maximum local
est un minimum local
est un maximum local
est un maximum local
est un minimum local
est un maximum local
Étape 12