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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.1.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 1.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.2
Différenciez.
Étape 1.2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.5
Multipliez par .
Étape 2
Étape 2.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 2.2
Différenciez.
Étape 2.2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.2
Comme est constant par rapport à , 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
Multipliez par .
Étape 2.2.5
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.6
Additionnez et .
Étape 2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.3.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.4
Différenciez.
Étape 2.4.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.4.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.4.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.4.5
Multipliez par .
Étape 2.5
Élevez à la puissance .
Étape 2.6
Élevez à la puissance .
Étape 2.7
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.8
Additionnez et .
Étape 2.9
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 en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 4.1.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 4.1.1.2
Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que est où =.
Étape 4.1.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 4.1.2
Différenciez.
Étape 4.1.2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.5
Multipliez par .
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
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 5.3
Définissez égal à et résolvez .
Étape 5.3.1
Définissez égal à .
Étape 5.3.2
Résolvez pour .
Étape 5.3.2.1
Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.
Étape 5.3.2.2
L’équation ne peut pas être résolue car est indéfini.
Indéfini
Étape 5.3.2.3
Il n’y a pas de solution pour
Aucune solution
Aucune solution
Aucune solution
Étape 5.4
Définissez égal à et résolvez .
Étape 5.4.1
Définissez égal à .
Étape 5.4.2
Résolvez pour .
Étape 5.4.2.1
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 5.4.2.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 5.4.2.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.4.2.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.4.2.2.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.4.2.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.4.2.2.2.1.2
Divisez par .
Étape 5.4.2.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.4.2.2.3.1
Divisez par .
Étape 5.4.2.3
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 5.4.2.4
Toute racine de est .
Étape 5.4.2.5
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 5.4.2.5.1
Commencez par utiliser la valeur positive du pour déterminer la première solution.
Étape 5.4.2.5.2
Ensuite, utilisez la valeur négative du pour déterminer la deuxième solution.
Étape 5.4.2.5.3
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 5.5
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 6
Étape 6.1
Le domaine de l’expression est l’ensemble des nombres réels excepté là où l’expression est indéfinie. Dans ce cas, aucun nombre réel ne rend l’expression indéfinie.
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
Simplifiez chaque terme.
Étape 9.1.1.1
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 9.1.1.2
Multipliez par .
Étape 9.1.2
Soustrayez de .
Étape 9.1.3
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 9.1.4
Associez et .
Étape 9.1.5
Multipliez par .
Étape 9.1.6
Simplifiez chaque terme.
Étape 9.1.6.1
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 9.1.6.2
Multipliez par .
Étape 9.1.7
Soustrayez de .
Étape 9.1.8
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 9.1.9
Simplifiez chaque terme.
Étape 9.1.9.1
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 9.1.9.2
Multipliez par .
Étape 9.1.10
Soustrayez de .
Étape 9.1.11
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 9.1.12
Multipliez 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
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 11.2.1.2
Multipliez par .
Étape 11.2.2
Soustrayez de .
Étape 11.2.3
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 11.2.4
La réponse finale est .
Étape 12
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 13
Étape 13.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 13.1.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 13.1.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.1.2
Multipliez par .
Étape 13.1.2
Additionnez et .
Étape 13.1.3
Multipliez par .
Étape 13.1.4
Simplifiez chaque terme.
Étape 13.1.4.1
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.4.2
Multipliez par .
Étape 13.1.5
Additionnez et .
Étape 13.1.6
Simplifiez chaque terme.
Étape 13.1.6.1
Élevez à la puissance .
Étape 13.1.6.2
Multipliez par .
Étape 13.1.7
Soustrayez de .
Étape 13.1.8
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 13.1.9
Multipliez par .
Étape 13.2
Additionnez et .
Étape 14
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 15
Étape 15.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 15.2
Simplifiez le résultat.
Étape 15.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 15.2.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 15.2.1.2
Multipliez par .
Étape 15.2.2
Additionnez et .
Étape 15.2.3
La réponse finale est .
Étape 16
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
est un maximum local
Étape 17