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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Écrivez comme une fonction.
Étape 2
Étape 2.1
Déterminez la dérivée seconde.
Étape 2.1.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 2.1.1.1
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 2.1.1.2
Différenciez.
Étape 2.1.1.2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.1.2.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.2.4
Simplifiez l’expression.
Étape 2.1.1.2.4.1
Additionnez et .
Étape 2.1.1.2.4.2
Multipliez par .
Étape 2.1.1.2.5
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.1.2.7
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.2.8
Simplifiez l’expression.
Étape 2.1.1.2.8.1
Additionnez et .
Étape 2.1.1.2.8.2
Multipliez par .
Étape 2.1.1.3
Simplifiez
Étape 2.1.1.3.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.1.1.3.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.1.1.3.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.1.1.3.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.1.1.3.3.1.1
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.1.1.3.3.1.1.1
Déplacez .
Étape 2.1.1.3.3.1.1.2
Multipliez par .
Étape 2.1.1.3.3.1.2
Multipliez par .
Étape 2.1.1.3.3.2
Soustrayez de .
Étape 2.1.1.3.4
Remettez les termes dans l’ordre.
Étape 2.1.1.3.5
Factorisez par regroupement.
Étape 2.1.1.3.5.1
Pour un polynôme de la forme , réécrivez le point milieu comme la somme de deux termes dont le produit est et dont la somme est .
Étape 2.1.1.3.5.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.1.1.3.5.1.2
Réécrivez comme plus
Étape 2.1.1.3.5.1.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.1.1.3.5.2
Factorisez le plus grand facteur commun à partir de chaque groupe.
Étape 2.1.1.3.5.2.1
Regroupez les deux premiers termes et les deux derniers termes.
Étape 2.1.1.3.5.2.2
Factorisez le plus grand facteur commun à partir de chaque groupe.
Étape 2.1.1.3.5.3
Factorisez le polynôme en factorisant le plus grand facteur commun, .
Étape 2.1.1.3.6
Simplifiez le dénominateur.
Étape 2.1.1.3.6.1
Réécrivez comme .
Étape 2.1.1.3.6.2
Les deux termes étant des carrés parfaits, factorisez à l’aide de la formule de la différence des carrés, où et .
Étape 2.1.1.3.6.3
Appliquez la règle de produit à .
Étape 2.1.1.3.7
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.1.1.3.7.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.1.1.3.7.2
Réécrivez comme .
Étape 2.1.1.3.7.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.1.1.3.7.4
Réécrivez comme .
Étape 2.1.1.3.7.5
Élevez à la puissance .
Étape 2.1.1.3.7.6
Élevez à la puissance .
Étape 2.1.1.3.7.7
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.1.1.3.7.8
Additionnez et .
Étape 2.1.1.3.8
Annulez le facteur commun de .
Étape 2.1.1.3.8.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.1.1.3.8.2
Réécrivez l’expression.
Étape 2.1.1.3.9
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.1.2
Déterminez la dérivée seconde.
Étape 2.1.2.1
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 2.1.2.2
Appliquez les règles de base des exposants.
Étape 2.1.2.2.1
Réécrivez comme .
Étape 2.1.2.2.2
Multipliez les exposants dans .
Étape 2.1.2.2.2.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 2.1.2.2.2.2
Multipliez par .
Étape 2.1.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.1.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.1.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.1.2.4
Différenciez.
Étape 2.1.2.4.1
Multipliez par .
Étape 2.1.2.4.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2.4.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.2.4.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2.4.5
Simplifiez l’expression.
Étape 2.1.2.4.5.1
Additionnez et .
Étape 2.1.2.4.5.2
Multipliez par .
Étape 2.1.2.4.6
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2.4.7
Simplifiez l’expression.
Étape 2.1.2.4.7.1
Multipliez par .
Étape 2.1.2.4.7.2
Additionnez et .
Étape 2.1.2.5
Simplifiez
Étape 2.1.2.5.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.1.2.5.2
Associez et .
Étape 2.1.3
La dérivée seconde de par rapport à est .
Étape 2.2
Définissez la dérivée seconde égale à puis résolvez l’équation .
Étape 2.2.1
Définissez la dérivée seconde égale à .
Étape 2.2.2
Définissez le numérateur égal à zéro.
Étape 2.2.3
Comme , il n’y a aucune solution.
Aucune solution
Aucune solution
Aucune solution
Étape 3
Étape 3.1
Définissez le dénominateur dans égal à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 3.2
Résolvez .
Étape 3.2.1
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 3.2.2
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’équation pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 3.2.3
Simplifiez .
Étape 3.2.3.1
Réécrivez comme .
Étape 3.2.3.2
Extrayez les termes de sous le radical, en supposant qu’il s’agit de nombres réels positifs.
Étape 3.2.4
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 3.2.4.1
Commencez par utiliser la valeur positive du pour déterminer la première solution.
Étape 3.2.4.2
Ensuite, utilisez la valeur négative du pour déterminer la deuxième solution.
Étape 3.2.4.3
La solution complète est le résultat des parties positive et négative de la solution.
Étape 3.3
Le domaine est l’ensemble des valeurs de qui rendent l’expression définie.
Notation d’intervalle :
Notation de constructeur d’ensemble :
Notation d’intervalle :
Notation de constructeur d’ensemble :
Étape 4
Créez des intervalles autour des valeurs où la dérivée seconde est nulle ou indéfinie.
Étape 5
Étape 5.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 5.2
Simplifiez le résultat.
Étape 5.2.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 5.2.1.1
Soustrayez de .
Étape 5.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 5.2.2
Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.
Étape 5.2.2.1
Annulez le facteur commun à et .
Étape 5.2.2.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.2.1.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 5.2.2.1.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.2.2.1.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 5.2.2.1.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 5.2.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 5.2.3
La réponse finale est .
Étape 5.3
Le graphe est concave vers le bas sur l’intervalle car est négatif.
Concave vers le bas sur car est négatif
Concave vers le bas sur car est négatif
Étape 6
Étape 6.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 6.2
Simplifiez le résultat.
Étape 6.2.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 6.2.1.1
Soustrayez de .
Étape 6.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 6.2.2
Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.
Étape 6.2.2.1
Annulez le facteur commun à et .
Étape 6.2.2.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.2.2.1.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 6.2.2.1.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 6.2.2.1.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 6.2.2.1.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 6.2.2.2
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 6.2.3
La réponse finale est .
Étape 6.3
Le graphe est concave vers le bas sur l’intervalle car est négatif.
Concave vers le bas sur car est négatif
Concave vers le bas sur car est négatif
Étape 7
Étape 7.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 7.2
Simplifiez le résultat.
Étape 7.2.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 7.2.1.1
Soustrayez de .
Étape 7.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 7.2.2
Annulez le facteur commun à et .
Étape 7.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 7.2.2.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 7.2.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 7.2.2.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 7.2.2.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 7.2.3
La réponse finale est .
Étape 7.3
Le graphe est concave vers le haut sur l’intervalle car est positif.
Concave vers le haut sur car est positif
Concave vers le haut sur car est positif
Étape 8
Le graphe est concave vers le bas lorsque la dérivée seconde est négative et concave vers le haut lorsque la dérivée seconde est positive.
Concave vers le bas sur car est négatif
Concave vers le bas sur car est négatif
Concave vers le haut sur car est positif
Étape 9