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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
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.2
Évaluez .
Étape 2.1.1.2.1
Comme est constant par rapport à , 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
Associez et .
Étape 2.1.1.2.4
Associez et .
Étape 2.1.1.2.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 2.1.1.2.5.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.1.1.2.5.2
Divisez par .
Étape 2.1.1.3
Évaluez .
Étape 2.1.1.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.1.3.3
Associez et .
Étape 2.1.1.3.4
Multipliez par .
Étape 2.1.1.3.5
Associez et .
Étape 2.1.1.3.6
Annulez le facteur commun à et .
Étape 2.1.1.3.6.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.1.1.3.6.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 2.1.1.3.6.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.1.1.3.6.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 2.1.1.3.6.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 2.1.1.3.6.2.4
Divisez par .
Étape 2.1.1.4
Évaluez .
Étape 2.1.1.4.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.1.4.3
Associez et .
Étape 2.1.1.4.4
Multipliez par .
Étape 2.1.1.4.5
Associez et .
Étape 2.1.1.4.6
Annulez le facteur commun à et .
Étape 2.1.1.4.6.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.1.1.4.6.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 2.1.1.4.6.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.1.1.4.6.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 2.1.1.4.6.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 2.1.1.4.6.2.4
Divisez par .
Étape 2.1.1.5
Évaluez .
Étape 2.1.1.5.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.5.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.1.5.3
Multipliez par .
Étape 2.1.1.6
Évaluez .
Étape 2.1.1.6.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.1.6.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.1.6.3
Multipliez par .
Étape 2.1.2
Déterminez la dérivée seconde.
Étape 2.1.2.1
Différenciez.
Étape 2.1.2.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.2.2
Évaluez .
Étape 2.1.2.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.2.2.3
Multipliez par .
Étape 2.1.2.3
Évaluez .
Étape 2.1.2.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.2.3.3
Multipliez par .
Étape 2.1.2.4
Évaluez .
Étape 2.1.2.4.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.1.2.4.3
Multipliez par .
Étape 2.1.2.5
Différenciez en utilisant la règle de la constante.
Étape 2.1.2.5.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.1.2.5.2
Additionnez 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
Factorisez le côté gauche de l’équation.
Étape 2.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.2.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.2.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.2.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.2.1.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.2.1.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.2.1.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.2.1.7
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.2.2
Factorisez.
Étape 2.2.2.2.1
Factorisez en utilisant le test des racines rationnelles.
Étape 2.2.2.2.1.1
Si une fonction polynomiale a des coefficients entiers, chaque zéro rationnel aura la forme où est un facteur de la constante et est un facteur du coefficient directeur.
Étape 2.2.2.2.1.2
Déterminez chaque combinaison de . Il s’agit des racines possibles de la fonction polynomiale.
Étape 2.2.2.2.1.3
Remplacez et simplifiez l’expression. Dans ce cas, l’expression est égale à donc est une racine du polynôme.
Étape 2.2.2.2.1.3.1
Remplacez dans le polynôme.
Étape 2.2.2.2.1.3.2
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.2.2.1.3.3
Multipliez par .
Étape 2.2.2.2.1.3.4
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.2.2.1.3.5
Multipliez par .
Étape 2.2.2.2.1.3.6
Additionnez et .
Étape 2.2.2.2.1.3.7
Multipliez par .
Étape 2.2.2.2.1.3.8
Soustrayez de .
Étape 2.2.2.2.1.3.9
Additionnez et .
Étape 2.2.2.2.1.4
Comme est une racine connue, divisez le polynôme par pour déterminer le polynôme quotient. Ce polynôme peut alors être utilisé pour déterminer les racines restantes.
Étape 2.2.2.2.1.5
Divisez par .
Étape 2.2.2.2.1.5.1
Définissez les polynômes à diviser. S’il n’y a pas de terme pour chaque exposant, insérez-en un avec une valeur de .
| + | + | + | + |
Étape 2.2.2.2.1.5.2
Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende par le terme du plus haut degré dans le diviseur .
| + | + | + | + |
Étape 2.2.2.2.1.5.3
Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.
| + | + | + | + | ||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.2.1.5.4
L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - |
Étape 2.2.2.2.1.5.5
Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + |
Étape 2.2.2.2.1.5.6
Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.2.1.5.7
Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende par le terme du plus haut degré dans le diviseur .
| + | |||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.2.1.5.8
Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.
| + | |||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.2.1.5.9
L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans
| + | |||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - |
Étape 2.2.2.2.1.5.10
Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.
| + | |||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + |
Étape 2.2.2.2.1.5.11
Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.
| + | |||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.2.1.5.12
Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende par le terme du plus haut degré dans le diviseur .
| + | + | ||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.2.1.5.13
Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.
| + | + | ||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.2.1.5.14
L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans
| + | + | ||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - |
Étape 2.2.2.2.1.5.15
Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.
| + | + | ||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
Étape 2.2.2.2.1.5.16
Comme le reste est , la réponse finale est le quotient.
Étape 2.2.2.2.1.6
Écrivez comme un ensemble de facteurs.
Étape 2.2.2.2.2
Supprimez les parenthèses inutiles.
Étape 2.2.3
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 2.2.4
Définissez égal à et résolvez .
Étape 2.2.4.1
Définissez égal à .
Étape 2.2.4.2
Résolvez pour .
Étape 2.2.4.2.1
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 2.2.4.2.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 2.2.4.2.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 2.2.4.2.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 2.2.4.2.2.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 2.2.4.2.2.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.2.4.2.2.2.1.2
Divisez par .
Étape 2.2.4.2.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 2.2.4.2.2.3.1
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.2.5
Définissez égal à et résolvez .
Étape 2.2.5.1
Définissez égal à .
Étape 2.2.5.2
Résolvez pour .
Étape 2.2.5.2.1
Utilisez la formule quadratique pour déterminer les solutions.
Étape 2.2.5.2.2
Remplacez les valeurs , et dans la formule quadratique et résolvez pour .
Étape 2.2.5.2.3
Simplifiez
Étape 2.2.5.2.3.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.2.5.2.3.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.5.2.3.1.2
Multipliez .
Étape 2.2.5.2.3.1.2.1
Multipliez par .
Étape 2.2.5.2.3.1.2.2
Multipliez par .
Étape 2.2.5.2.3.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.2.5.2.3.2
Multipliez par .
Étape 2.2.5.2.4
Simplifiez l’expression pour résoudre la partie du .
Étape 2.2.5.2.4.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.2.5.2.4.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.5.2.4.1.2
Multipliez .
Étape 2.2.5.2.4.1.2.1
Multipliez par .
Étape 2.2.5.2.4.1.2.2
Multipliez par .
Étape 2.2.5.2.4.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.2.5.2.4.2
Multipliez par .
Étape 2.2.5.2.4.3
Remplacez le par .
Étape 2.2.5.2.4.4
Réécrivez comme .
Étape 2.2.5.2.4.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.5.2.4.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.5.2.4.7
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.2.5.2.5
Simplifiez l’expression pour résoudre la partie du .
Étape 2.2.5.2.5.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.2.5.2.5.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.5.2.5.1.2
Multipliez .
Étape 2.2.5.2.5.1.2.1
Multipliez par .
Étape 2.2.5.2.5.1.2.2
Multipliez par .
Étape 2.2.5.2.5.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.2.5.2.5.2
Multipliez par .
Étape 2.2.5.2.5.3
Remplacez le par .
Étape 2.2.5.2.5.4
Réécrivez comme .
Étape 2.2.5.2.5.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.5.2.5.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.5.2.5.7
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.2.5.2.6
La réponse finale est la combinaison des deux solutions.
Étape 2.2.6
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 3
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.
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 chaque terme.
Étape 5.2.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 5.2.1.2
Multipliez par .
Étape 5.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 5.2.1.4
Multipliez par .
Étape 5.2.1.5
Multipliez par .
Étape 5.2.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 5.2.2.1
Additionnez et .
Étape 5.2.2.2
Soustrayez de .
Étape 5.2.2.3
Additionnez et .
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 chaque terme.
Étape 6.2.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 6.2.1.2
Multipliez par .
Étape 6.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 6.2.1.4
Multipliez par .
Étape 6.2.1.5
Multipliez par .
Étape 6.2.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 6.2.2.1
Additionnez et .
Étape 6.2.2.2
Soustrayez de .
Étape 6.2.2.3
Additionnez et .
Étape 6.2.3
La réponse finale est .
Étape 6.3
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 7
Étape 7.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 7.2
Simplifiez le résultat.
Étape 7.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 7.2.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 7.2.1.2
Multipliez par .
Étape 7.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 7.2.1.4
Multipliez par .
Étape 7.2.1.5
Multipliez par .
Étape 7.2.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 7.2.2.1
Additionnez et .
Étape 7.2.2.2
Soustrayez de .
Étape 7.2.2.3
Additionnez et .
Étape 7.2.3
La réponse finale est .
Étape 7.3
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 8
Étape 8.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 8.2
Simplifiez le résultat.
Étape 8.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 8.2.1.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 8.2.1.2
Multipliez par .
Étape 8.2.1.3
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 8.2.1.4
Multipliez par .
Étape 8.2.1.5
Multipliez par .
Étape 8.2.2
Simplifiez en ajoutant des nombres.
Étape 8.2.2.1
Additionnez et .
Étape 8.2.2.2
Additionnez et .
Étape 8.2.2.3
Additionnez et .
Étape 8.2.3
La réponse finale est .
Étape 8.3
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 9
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 haut sur car est positif
Concave vers le bas sur car est négatif
Concave vers le haut sur car est positif
Étape 10