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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Différenciez.
Étape 1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2
Évaluez .
Étape 1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.2
Réécrivez comme .
Étape 1.2.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.4
Multipliez par .
Étape 1.3
Simplifiez
Étape 1.3.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 1.3.2
Associez des termes.
Étape 1.3.2.1
Associez et .
Étape 1.3.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
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
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.3
Multipliez par .
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
Réécrivez comme .
Étape 2.3.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.3.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.3.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.5
Multipliez les exposants dans .
Étape 2.3.5.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 2.3.5.2
Multipliez par .
Étape 2.3.6
Multipliez par .
Étape 2.3.7
Élevez à la puissance .
Étape 2.3.8
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.3.9
Soustrayez de .
Étape 2.3.10
Multipliez par .
Étape 2.4
Simplifiez
Étape 2.4.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.4.2
Associez et .
Étape 2.4.3
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
Différenciez.
Étape 4.1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2
Évaluez .
Étape 4.1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.2
Réécrivez comme .
Étape 4.1.2.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.4
Multipliez par .
Étape 4.1.3
Simplifiez
Étape 4.1.3.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 4.1.3.2
Associez des termes.
Étape 4.1.3.2.1
Associez et .
Étape 4.1.3.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
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
Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.
Étape 5.2.1
Déterminer le plus petit dénominateur commun d’une liste d’expressions équivaut à déterminer le plus petit multiple commun des dénominateurs de ces valeurs.
Étape 5.2.2
Le plus petit multiple commun de toute expression est l’expression.
Étape 5.3
Multiplier chaque terme dans par afin d’éliminer les fractions.
Étape 5.3.1
Multipliez chaque terme dans par .
Étape 5.3.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 5.3.2.1.1
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 5.3.2.1.1.1
Déplacez .
Étape 5.3.2.1.1.2
Multipliez par .
Étape 5.3.2.1.1.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 5.3.2.1.1.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 5.3.2.1.1.3
Additionnez et .
Étape 5.3.2.1.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.3.2.1.2.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 5.3.2.1.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 5.3.2.1.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 5.3.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.3.3.1
Multipliez par .
Étape 5.4
Résolvez l’équation.
Étape 5.4.1
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 5.4.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 5.4.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.4.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.4.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.4.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.4.4
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 5.4.4.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.4.4.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.4.4.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.4.4.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.4.4.2.1.2
Divisez par .
Étape 5.4.4.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.4.4.3.1
Divisez par .
Étape 5.4.5
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 5.4.6
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
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 chaque terme.
Étape 9.1.1
Réécrivez comme .
Étape 9.1.1.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 9.1.1.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 9.1.1.3
Associez et .
Étape 9.1.1.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.1.1.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 9.1.1.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 9.1.1.5
Évaluez l’exposant.
Étape 9.1.2
Divisez par .
Étape 9.2
Additionnez et .
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
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.3
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.3.2
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.4
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 11.2.1.5
Multipliez par .
Étape 11.2.1.6
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 11.2.1.6.1
Multipliez par .
Étape 11.2.1.6.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.6.3
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 11.2.1.6.4
Additionnez et .
Étape 11.2.1.6.5
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.6.5.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 11.2.1.6.5.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 11.2.1.6.5.3
Associez et .
Étape 11.2.1.6.5.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.6.5.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.6.5.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.6.5.5
Évaluez l’exposant.
Étape 11.2.1.7
Annulez le facteur commun à et .
Étape 11.2.1.7.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.7.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 11.2.1.7.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.7.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.7.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.7.2.4
Divisez par .
Étape 11.2.1.8
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.9
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.10
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.10.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.10.2
Réécrivez comme .
Étape 11.2.1.11
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 11.2.1.12
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