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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Écrivez comme une fonction.
Étape 2
Étape 2.1
Différenciez.
Étape 2.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
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
Réécrivez comme .
Étape 2.2.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.2.4
Multipliez par .
Étape 2.3
Simplifiez
Étape 2.3.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.3.2
Associez des termes.
Étape 2.3.2.1
Associez et .
Étape 2.3.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
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
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.2.3
Multipliez par .
Étape 3.3
Évaluez .
Étape 3.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.3.2
Réécrivez comme .
Étape 3.3.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.3.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.3.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.3.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.3.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.3.5
Multipliez les exposants dans .
Étape 3.3.5.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 3.3.5.2
Multipliez par .
Étape 3.3.6
Multipliez par .
Étape 3.3.7
Élevez à la puissance .
Étape 3.3.8
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 3.3.9
Soustrayez de .
Étape 3.3.10
Multipliez par .
Étape 3.4
Simplifiez
Étape 3.4.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 3.4.2
Associez et .
Étape 3.4.3
Remettez les termes dans l’ordre.
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
Différenciez.
Étape 5.1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
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
Réécrivez comme .
Étape 5.1.2.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.2.4
Multipliez par .
Étape 5.1.3
Simplifiez
Étape 5.1.3.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 5.1.3.2
Associez des termes.
Étape 5.1.3.2.1
Associez et .
Étape 5.1.3.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
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
Déterminez le plus petit dénominateur commun des termes dans l’équation.
Étape 6.2.1
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 6.2.2
Le plus petit multiple commun de toute expression est l’expression.
Étape 6.3
Multiplier chaque terme dans par afin d’éliminer les fractions.
Étape 6.3.1
Multipliez chaque terme dans par .
Étape 6.3.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 6.3.2.1.1
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 6.3.2.1.1.1
Déplacez .
Étape 6.3.2.1.1.2
Multipliez par .
Étape 6.3.2.1.1.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 6.3.2.1.1.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 6.3.2.1.1.3
Additionnez et .
Étape 6.3.2.1.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.3.2.1.2.1
Placez le signe négatif initial dans dans le numérateur.
Étape 6.3.2.1.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 6.3.2.1.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 6.3.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.3.3.1
Multipliez par .
Étape 6.4
Résolvez l’équation.
Étape 6.4.1
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 6.4.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 6.4.3
Factorisez à partir de .
Étape 6.4.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.4.3.2
Factorisez à partir de .
Étape 6.4.3.3
Factorisez à partir de .
Étape 6.4.4
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.4.4.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.4.4.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.4.4.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.4.4.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.4.4.2.1.2
Divisez par .
Étape 6.4.4.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.4.4.3.1
Divisez par .
Étape 6.4.5
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 6.4.6
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 6.4.7
Simplifiez .
Étape 6.4.7.1
Réécrivez comme .
Étape 6.4.7.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.4.7.1.2
Réécrivez comme .
Étape 6.4.7.2
Extrayez les termes de sous le radical.
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 chaque terme.
Étape 10.1.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 10.1.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 10.1.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 10.1.1.3
Réécrivez comme .
Étape 10.1.1.3.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 10.1.1.3.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 10.1.1.3.3
Associez et .
Étape 10.1.1.3.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 10.1.1.3.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 10.1.1.3.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 10.1.1.3.5
Évaluez l’exposant.
Étape 10.1.2
Multipliez par .
Étape 10.1.3
Divisez par .
Étape 10.2
Additionnez et .
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
Appliquez la règle de produit à .
Étape 12.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 12.2.1.3
Réécrivez comme .
Étape 12.2.1.4
Élevez à la puissance .
Étape 12.2.1.5
Annulez le facteur commun à et .
Étape 12.2.1.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.1.5.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 12.2.1.5.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.1.5.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.1.5.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.1.6
Multipliez par .
Étape 12.2.1.7
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 12.2.1.7.1
Multipliez par .
Étape 12.2.1.7.2
Élevez à la puissance .
Étape 12.2.1.7.3
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 12.2.1.7.4
Additionnez et .
Étape 12.2.1.7.5
Réécrivez comme .
Étape 12.2.1.7.5.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 12.2.1.7.5.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 12.2.1.7.5.3
Associez et .
Étape 12.2.1.7.5.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 12.2.1.7.5.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.1.7.5.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.1.7.5.5
Évaluez l’exposant.
Étape 12.2.1.8
Annulez le facteur commun à et .
Étape 12.2.1.8.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.1.8.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 12.2.1.8.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.1.8.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.1.8.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.1.8.2.4
Divisez par .
Étape 12.2.1.9
Réécrivez comme .
Étape 12.2.1.10
Élevez à la puissance .
Étape 12.2.2
Additionnez et .
Étape 12.2.3
La réponse finale est .
Étape 13
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
Étape 14