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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2
Évaluez .
Étape 1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 1.2.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 1.2.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 1.2.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 1.2.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 1.2.3
Multipliez par .
Étape 1.2.4
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.6
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.7
Additionnez et .
Étape 1.3
Évaluez .
Étape 1.3.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 1.3.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 1.3.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 1.3.2
Associez et .
Étape 1.3.3
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 1.3.4
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 1.3.5
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.3.5.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.3.5.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 1.3.5.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.3.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.3.7
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.3.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.3.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.3.10
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.3.11
Additionnez et .
Étape 1.3.12
Multipliez par .
Étape 1.3.13
Multipliez par .
Étape 1.4
Simplifiez
Étape 1.4.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.4.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.4.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.4.4
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.4.5
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.4.6
Associez des termes.
Étape 1.4.6.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.4.6.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.4.6.3
Additionnez et .
Étape 1.4.6.4
Déplacez à gauche de .
Étape 1.4.6.5
Élevez à la puissance .
Étape 1.4.6.6
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.4.6.7
Additionnez et .
Étape 1.4.6.8
Multipliez par .
Étape 1.4.6.9
Élevez à la puissance .
Étape 1.4.6.10
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.4.6.11
Additionnez et .
Étape 1.4.6.12
Déplacez à gauche de .
Étape 1.4.6.13
Multipliez par .
Étape 1.4.6.14
Réécrivez comme .
Étape 1.4.6.15
Soustrayez de .
Étape 1.4.6.16
Additionnez et .
Étape 1.4.6.17
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 1.4.6.18
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 1.4.7
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 1.4.8
Remettez les facteurs dans l’ordre dans .
Étape 2
Étape 2.1
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 2.2
Différenciez.
Étape 2.2.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 2.2.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 2.2.1.2
Multipliez par .
Étape 2.2.2
Selon la règle de la somme, 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
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
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 exponentielle qui indique que est où =.
Étape 2.4.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.6
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.1
Déplacez .
Étape 2.6.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.6.3
Additionnez et .
Étape 2.7
Différenciez.
Étape 2.7.1
Déplacez à gauche de .
Étape 2.7.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.7.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.8
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 2.9
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.9.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.9.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 2.9.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.10
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.11
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.11.1
Déplacez .
Étape 2.11.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.11.3
Additionnez et .
Étape 2.12
Différenciez.
Étape 2.12.1
Déplacez à gauche de .
Étape 2.12.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.12.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.13
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.13.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.13.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 2.13.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.14
Différenciez en utilisant la règle de puissance.
Étape 2.14.1
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.14.2
Multipliez par .
Étape 2.14.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.14.4
Simplifiez en factorisant.
Étape 2.14.4.1
Multipliez par .
Étape 2.14.4.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.14.4.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.14.4.2.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.14.4.2.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.15
Annulez les facteurs communs.
Étape 2.15.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.15.2
Annulez le facteur commun.
Étape 2.15.3
Réécrivez l’expression.
Étape 2.16
Simplifiez
Étape 2.16.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.16.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.16.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.16.4
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.16.5
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.16.5.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.16.5.1.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.16.5.1.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.16.5.1.2.1
Déplacez .
Étape 2.16.5.1.2.2
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.3
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.16.5.1.4
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.16.5.1.4.1
Déplacez .
Étape 2.16.5.1.4.2
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.4.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.16.5.1.4.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.16.5.1.4.3
Additionnez et .
Étape 2.16.5.1.5
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.6
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.16.5.1.7
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.16.5.1.7.1
Déplacez .
Étape 2.16.5.1.7.2
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.7.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.16.5.1.7.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.16.5.1.7.3
Additionnez et .
Étape 2.16.5.1.8
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.9
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.16.5.1.10
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.16.5.1.10.1
Déplacez .
Étape 2.16.5.1.10.2
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.10.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.16.5.1.10.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.16.5.1.10.3
Additionnez et .
Étape 2.16.5.1.11
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.12
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.16.5.1.13
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.16.5.1.13.1
Déplacez .
Étape 2.16.5.1.13.2
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.13.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.16.5.1.13.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.16.5.1.13.3
Additionnez et .
Étape 2.16.5.1.14
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.15
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.16.5.1.16
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.16.5.1.16.1
Déplacez .
Étape 2.16.5.1.16.2
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.16.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.16.5.1.16.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.16.5.1.16.3
Additionnez et .
Étape 2.16.5.1.17
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.18
Multipliez par .
Étape 2.16.5.1.19
Multipliez par .
Étape 2.16.5.2
Associez les termes opposés dans .
Étape 2.16.5.2.1
Soustrayez de .
Étape 2.16.5.2.2
Additionnez et .
Étape 2.16.5.3
Soustrayez de .
Étape 2.16.5.4
Soustrayez de .
Étape 2.16.5.5
Soustrayez de .
Étape 2.16.6
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 2.16.7
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.16.7.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.1.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.1.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.1.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.1.7
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.1.8
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.1.9
Factorisez à partir de .
Étape 2.16.7.2
Remettez les termes dans l’ordre.
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
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2
Évaluez .
Étape 4.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 4.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 4.1.2.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 4.1.2.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 4.1.2.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 4.1.2.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 4.1.2.3
Multipliez par .
Étape 4.1.2.4
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.6
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.7
Additionnez et .
Étape 4.1.3
Évaluez .
Étape 4.1.3.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 4.1.3.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 4.1.3.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 4.1.3.2
Associez et .
Étape 4.1.3.3
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 4.1.3.4
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 4.1.3.5
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 4.1.3.5.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 4.1.3.5.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 4.1.3.5.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 4.1.3.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.3.7
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.3.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.3.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.3.10
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.3.11
Additionnez et .
Étape 4.1.3.12
Multipliez par .
Étape 4.1.3.13
Multipliez par .
Étape 4.1.4
Simplifiez
Étape 4.1.4.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.4.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.4.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.4.4
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.4.5
Appliquez la propriété distributive.
Étape 4.1.4.6
Associez des termes.
Étape 4.1.4.6.1
Élevez à la puissance .
Étape 4.1.4.6.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 4.1.4.6.3
Additionnez et .
Étape 4.1.4.6.4
Déplacez à gauche de .
Étape 4.1.4.6.5
Élevez à la puissance .
Étape 4.1.4.6.6
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 4.1.4.6.7
Additionnez et .
Étape 4.1.4.6.8
Multipliez par .
Étape 4.1.4.6.9
Élevez à la puissance .
Étape 4.1.4.6.10
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 4.1.4.6.11
Additionnez et .
Étape 4.1.4.6.12
Déplacez à gauche de .
Étape 4.1.4.6.13
Multipliez par .
Étape 4.1.4.6.14
Réécrivez comme .
Étape 4.1.4.6.15
Soustrayez de .
Étape 4.1.4.6.16
Additionnez et .
Étape 4.1.4.6.17
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 4.1.4.6.18
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 4.1.4.7
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 4.1.4.8
Remettez les facteurs dans l’ordre dans .
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
Représentez chaque côté de l’équation. La solution est la valeur x du point d’intersection.
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
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 6.2.2
Simplifiez .
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 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
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.2
Multipliez par .
Étape 9.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.4
Multipliez par .
Étape 9.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.6
Multipliez par .
Étape 9.1.7
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.8
Multipliez par .
Étape 9.1.9
Additionnez et .
Étape 9.1.10
Additionnez et .
Étape 9.1.11
Additionnez et .
Étape 9.1.12
Additionnez et .
Étape 9.1.13
Associez les exposants.
Étape 9.1.13.1
Multipliez par .
Étape 9.1.13.2
Multipliez par .
Étape 9.2
Simplifiez l’expression.
Étape 9.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 9.2.2
Divisez par .
Étape 10
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 11
Étape 11.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.2
Simplifiez le résultat.
Étape 11.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 11.2.1.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.2
Divisez par .
Étape 11.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.2.1.4
Multipliez par .
Étape 11.2.1.5
Additionnez et .
Étape 11.2.1.6
Additionnez et .
Étape 11.2.1.7
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.7.1
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.7.2
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.8
Divisez par .
Étape 11.2.1.9
Multipliez par .
Étape 11.2.1.10
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.11
Multipliez par .
Étape 11.2.2
Additionnez et .
Étape 11.2.3
La réponse finale est .
Étape 12
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
Étape 13