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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Écrivez comme une fonction.
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 de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.4
Multipliez par .
Étape 2.4
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.5
Simplifiez
Étape 2.5.1
Associez des termes.
Étape 2.5.1.1
Associez et .
Étape 2.5.1.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.5.2
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 3
Étape 3.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2
Évaluez .
Étape 3.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.2
Réécrivez comme .
Étape 3.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.2.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.5
Multipliez les exposants dans .
Étape 3.2.5.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 3.2.5.2
Multipliez par .
Étape 3.2.6
Multipliez par .
Étape 3.2.7
Élevez à la puissance .
Étape 3.2.8
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 3.2.9
Soustrayez de .
Étape 3.2.10
Multipliez par .
Étape 3.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.4
Simplifiez
Étape 3.4.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 3.4.2
Associez des termes.
Étape 3.4.2.1
Associez et .
Étape 3.4.2.2
Additionnez et .
Étape 4
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 5
Étape 5.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 5.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.2
Évaluez .
Étape 5.1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.2.3
Multipliez par .
Étape 5.1.3
Évaluez .
Étape 5.1.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.3.2
Réécrivez comme .
Étape 5.1.3.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.3.4
Multipliez par .
Étape 5.1.4
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 5.1.5
Simplifiez
Étape 5.1.5.1
Associez des termes.
Étape 5.1.5.1.1
Associez et .
Étape 5.1.5.1.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 5.1.5.2
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 5.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 6
Étape 6.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 6.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 6.3
Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.
Étape 6.3.1
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 6.3.2
Le plus petit multiple commun de toute expression est l’expression.
Étape 6.4
Multiplier chaque terme dans par afin d’éliminer les fractions.
Étape 6.4.1
Multipliez chaque terme dans par .
Étape 6.4.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.4.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.4.2.1.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 6.4.2.1.2
Annulez le facteur commun.
Étape 6.4.2.1.3
Réécrivez l’expression.
Étape 6.5
Résolvez l’équation.
Étape 6.5.1
Réécrivez l’équation comme .
Étape 6.5.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.5.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.5.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.5.2.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.5.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.5.2.2.1.2
Divisez par .
Étape 6.5.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.5.2.3.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 6.5.3
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 6.5.4
Simplifiez .
Étape 6.5.4.1
Réécrivez comme .
Étape 6.5.4.2
Multipliez par .
Étape 6.5.4.3
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 6.5.4.3.1
Multipliez par .
Étape 6.5.4.3.2
Élevez à la puissance .
Étape 6.5.4.3.3
Élevez à la puissance .
Étape 6.5.4.3.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 6.5.4.3.5
Additionnez et .
Étape 6.5.4.3.6
Réécrivez comme .
Étape 6.5.4.3.6.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 6.5.4.3.6.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 6.5.4.3.6.3
Associez et .
Étape 6.5.4.3.6.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.5.4.3.6.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.5.4.3.6.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 6.5.4.3.6.5
Évaluez l’exposant.
Étape 6.5.4.4
Simplifiez le numérateur.
Étape 6.5.4.4.1
Associez en utilisant la règle de produit pour les radicaux.
Étape 6.5.4.4.2
Multipliez par .
Étape 6.5.5
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 6.5.5.1
Commencez par utiliser la valeur positive du pour déterminer la première solution.
Étape 6.5.5.2
Ensuite, utilisez la valeur négative du pour déterminer la deuxième solution.
Étape 6.5.5.3
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 7
Étape 7.1
Définissez le dénominateur dans égal à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 7.2
Résolvez .
Étape 7.2.1
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 7.2.2
Simplifiez .
Étape 7.2.2.1
Réécrivez comme .
Étape 7.2.2.2
Extrayez les termes de sous le radical, en supposant qu’il s’agit de nombres réels positifs.
Étape 7.2.2.3
Plus ou moins est .
Étape 8
Points critiques à évaluer.
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
Étape 10.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 10.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 10.1.2
Simplifiez le numérateur.
Étape 10.1.2.1
Réécrivez comme .
Étape 10.1.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 10.1.2.3
Réécrivez comme .
Étape 10.1.2.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.2.3.2
Réécrivez comme .
Étape 10.1.2.4
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 10.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 10.1.4
Annulez le facteur commun à et .
Étape 10.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.4.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 10.1.4.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.1.4.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.4.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 10.2
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 10.3
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 10.3.3
Annulez le facteur commun.
Étape 10.3.4
Réécrivez l’expression.
Étape 10.4
Associez et .
Étape 10.5
Multipliez par .
Étape 10.6
Multipliez par .
Étape 10.7
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 10.7.1
Multipliez par .
Étape 10.7.2
Élevez à la puissance .
Étape 10.7.3
Élevez à la puissance .
Étape 10.7.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 10.7.5
Additionnez et .
Étape 10.7.6
Réécrivez comme .
Étape 10.7.6.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 10.7.6.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 10.7.6.3
Associez et .
Étape 10.7.6.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.7.6.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 10.7.6.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 10.7.6.5
Évaluez l’exposant.
Étape 10.8
Annulez le facteur commun à et .
Étape 10.8.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.8.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 10.8.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.8.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 10.8.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 11
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 12
Étape 12.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 12.2
Simplifiez le résultat.
Étape 12.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 12.2.1.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 12.2.1.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.1.1.2
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.1.2
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 12.2.1.3
Multipliez par .
Étape 12.2.1.4
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 12.2.1.4.1
Multipliez par .
Étape 12.2.1.4.2
Élevez à la puissance .
Étape 12.2.1.4.3
Élevez à la puissance .
Étape 12.2.1.4.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 12.2.1.4.5
Additionnez et .
Étape 12.2.1.4.6
Réécrivez comme .
Étape 12.2.1.4.6.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 12.2.1.4.6.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 12.2.1.4.6.3
Associez et .
Étape 12.2.1.4.6.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 12.2.1.4.6.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.1.4.6.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.1.4.6.5
Évaluez l’exposant.
Étape 12.2.1.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 12.2.1.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.1.5.2
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.1.5.3
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.1.6
Annulez le facteur commun de .
Étape 12.2.1.6.1
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.1.6.2
Divisez par .
Étape 12.2.2
Additionnez et .
Étape 12.2.3
La réponse finale est .
Étape 13
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 14
Étape 14.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 14.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 14.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.3
Appliquez la règle de produit à .
Étape 14.1.4
Simplifiez le numérateur.
Étape 14.1.4.1
Réécrivez comme .
Étape 14.1.4.2
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.4.3
Réécrivez comme .
Étape 14.1.4.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.4.3.2
Réécrivez comme .
Étape 14.1.4.4
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 14.1.5
Élevez à la puissance .
Étape 14.1.6
Annulez le facteur commun à et .
Étape 14.1.6.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.6.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 14.1.6.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.1.6.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 14.1.6.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 14.2
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 14.3
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.3.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 14.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 14.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 14.3.4
Annulez le facteur commun.
Étape 14.3.5
Réécrivez l’expression.
Étape 14.4
Associez et .
Étape 14.5
Simplifiez l’expression.
Étape 14.5.1
Multipliez par .
Étape 14.5.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 14.6
Multipliez par .
Étape 14.7
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 14.7.1
Multipliez par .
Étape 14.7.2
Élevez à la puissance .
Étape 14.7.3
Élevez à la puissance .
Étape 14.7.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 14.7.5
Additionnez et .
Étape 14.7.6
Réécrivez comme .
Étape 14.7.6.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 14.7.6.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 14.7.6.3
Associez et .
Étape 14.7.6.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 14.7.6.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 14.7.6.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 14.7.6.5
Évaluez l’exposant.
Étape 14.8
Annulez le facteur commun à et .
Étape 14.8.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.8.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 14.8.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 14.8.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 14.8.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 15
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 16
Étape 16.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 16.2
Simplifiez le résultat.
Étape 16.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 16.2.1.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 16.2.1.1.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 16.2.1.1.2
Annulez le facteur commun.
Étape 16.2.1.1.3
Réécrivez l’expression.
Étape 16.2.1.2
Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.
Étape 16.2.1.3
Multipliez par .
Étape 16.2.1.4
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 16.2.1.4.1
Multipliez par .
Étape 16.2.1.4.2
Élevez à la puissance .
Étape 16.2.1.4.3
Élevez à la puissance .
Étape 16.2.1.4.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 16.2.1.4.5
Additionnez et .
Étape 16.2.1.4.6
Réécrivez comme .
Étape 16.2.1.4.6.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 16.2.1.4.6.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 16.2.1.4.6.3
Associez et .
Étape 16.2.1.4.6.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 16.2.1.4.6.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 16.2.1.4.6.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 16.2.1.4.6.5
Évaluez l’exposant.
Étape 16.2.1.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 16.2.1.5.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 16.2.1.5.2
Factorisez à partir de .
Étape 16.2.1.5.3
Annulez le facteur commun.
Étape 16.2.1.5.4
Réécrivez l’expression.
Étape 16.2.1.6
Annulez le facteur commun à et .
Étape 16.2.1.6.1
Factorisez à partir de .
Étape 16.2.1.6.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 16.2.1.6.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 16.2.1.6.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 16.2.1.6.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 16.2.1.6.2.4
Divisez par .
Étape 16.2.2
Soustrayez de .
Étape 16.2.3
La réponse finale est .
Étape 17
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
est un maximum local
Étape 18