Calcul infinitésimal Exemples

$(x - 2) e^{x}$

Étape 1

Écrivez $(x - 2) e^{x}$ comme une fonction.

$f (x) = (x - 2) e^{x}$

Étape 2

Déterminez la dérivée première.

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Étape 2.1

Déterminez la dérivée première.

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Étape 2.1.1

Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ est $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ où $f (x) = x - 2$ et $g (x) = e^{x}$ .

$(x - 2) \frac{d}{d x} [e^{x}] + e^{x} \frac{d}{d x} [x - 2]$

Étape 2.1.2

Différenciez en utilisant la règle exponentielle qui indique que $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ est $a^{x} \ln (a)$ où $a$ = $e$ .

$(x - 2) e^{x} + e^{x} \frac{d}{d x} [x - 2]$

Étape 2.1.3

Différenciez.

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Étape 2.1.3.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x - 2$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 2]$ .

$(x - 2) e^{x} + e^{x} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 2])$

Étape 2.1.3.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 1$ .

$(x - 2) e^{x} + e^{x} (1 + \frac{d}{d x} [- 2])$

Étape 2.1.3.3

Comme $- 2$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 2$ par rapport à $x$ est $0$ .

$(x - 2) e^{x} + e^{x} (1 + 0)$

Étape 2.1.3.4

Simplifiez l’expression.

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Étape 2.1.3.4.1

Additionnez $1$ et $0$ .

$(x - 2) e^{x} + e^{x} \cdot 1$

Étape 2.1.3.4.2

Multipliez $e^{x}$ par $1$ .

$(x - 2) e^{x} + e^{x}$

Étape 2.1.4

Simplifiez

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Étape 2.1.4.1

Appliquez la propriété distributive.

$x e^{x} - 2 e^{x} + e^{x}$

Étape 2.1.4.2

Additionnez $- 2 e^{x}$ et $e^{x}$ .

$x e^{x} - e^{x}$

Étape 2.1.4.3

Remettez les termes dans l’ordre.

$e^{x} x - e^{x}$

Étape 2.1.4.4

Remettez les facteurs dans l’ordre dans $e^{x} x - e^{x}$ .

$f' (x) = x e^{x} - e^{x}$

Étape 2.2

La dérivée première de $f (x)$ par rapport à $x$ est $x e^{x} - e^{x}$ .

$x e^{x} - e^{x}$

Étape 3

Définissez la dérivée première égale à $0$ puis résolvez l’équation $x e^{x} - e^{x} = 0$ .

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Étape 3.1

Définissez la dérivée première égale à $0$ .

$x e^{x} - e^{x} = 0$

Étape 3.2

Factorisez $e^{x}$ à partir de $x e^{x} - e^{x}$ .

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Étape 3.2.1

Factorisez $e^{x}$ à partir de $x e^{x}$ .

$e^{x} x - e^{x} = 0$

Étape 3.2.2

Factorisez $e^{x}$ à partir de $- e^{x}$ .

$e^{x} x + e^{x} \cdot - 1 = 0$

Étape 3.2.3

Factorisez $e^{x}$ à partir de $e^{x} x + e^{x} \cdot - 1$ .

$e^{x} (x - 1) = 0$

Étape 3.3

Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à $0$ , l’expression entière sera égale à $0$ .

$e^{x} = 0$

$x - 1 = 0$

Étape 3.4

Définissez $e^{x}$ égal à $0$ et résolvez $x$ .

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Étape 3.4.1

Définissez $e^{x}$ égal à $0$ .

$e^{x} = 0$

Étape 3.4.2

Résolvez $e^{x} = 0$ pour $x$ .

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Étape 3.4.2.1

Prenez le logarithme naturel des deux côtés de l’équation pour retirer la variable de l’exposant.

$\ln (e^{x}) = \ln (0)$

Étape 3.4.2.2

L’équation ne peut pas être résolue car $\ln (0)$ est indéfini.

Indéfini

Étape 3.4.2.3

Il n’y a pas de solution pour $e^{x} = 0$

Aucune solution

Étape 3.5

Définissez $x - 1$ égal à $0$ et résolvez $x$ .

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Étape 3.5.1

Définissez $x - 1$ égal à $0$ .

$x - 1 = 0$

Étape 3.5.2

Ajoutez $1$ aux deux côtés de l’équation.

$x = 1$

Étape 3.6

La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent $e^{x} (x - 1) = 0$ vraie.

$x = 1$

Étape 4

Les valeurs qui rendent la dérivée égale à $0$ sont $1$ .

$1$

Étape 5

Après avoir trouvé le point qui rend la dérivée $f' (x) = x e^{x} - e^{x}$ égale à $0$ ou indéfinie, l’intervalle pour vérifier où $f (x) = (x - 2) e^{x}$ augmente et diminue est $(- \infty, 1) \cup (1, \infty)$ .

$(- \infty, 1) \cup (1, \infty)$

Étape 6

Remplacez une valeur de l’intervalle $(- \infty, 1)$ dans la dérivée afin de déterminer si la fonction est croissante ou décroissante.

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Étape 6.1

Remplacez la variable $x$ par $0$ dans l’expression.

$f' (0) = (0) \cdot e^{0} - e^{0}$

Étape 6.2

Simplifiez le résultat.

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Étape 6.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 6.2.1.1

Tout ce qui est élevé à la puissance $0$ est $1$ .

$f' (0) = 0 \cdot 1 - e^{0}$

Étape 6.2.1.2

Multipliez $0$ par $1$ .

$f' (0) = 0 - e^{0}$

Étape 6.2.1.3

Tout ce qui est élevé à la puissance $0$ est $1$ .

$f' (0) = 0 - 1 \cdot 1$

Étape 6.2.1.4

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$f' (0) = 0 - 1$

Étape 6.2.2

Soustrayez $1$ de $0$ .

$f' (0) = - 1$

Étape 6.2.3

La réponse finale est $- 1$ .

$- 1$

Étape 6.3

Sur $x = 0$ la dérivée est $- 1$ . Comme elle est négative, la fonction diminue sur $(- \infty, 1)$ .

Diminue sur $(- \infty, 1)$ depuis $f' (x) < 0$

Étape 7

Remplacez une valeur de l’intervalle $(1, \infty)$ dans la dérivée afin de déterminer si la fonction est croissante ou décroissante.

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Étape 7.1

Remplacez la variable $x$ par $2$ dans l’expression.

$f' (2) = (2) \cdot e^{2} - e^{2}$

Étape 7.2

Simplifiez le résultat.

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Étape 7.2.1

Multipliez $2$ par $e^{2}$ .

$f' (2) = 2 e^{2} - e^{2}$

Étape 7.2.2

Soustrayez $e^{2}$ de $2 e^{2}$ .

$f' (2) = e^{2}$

Étape 7.2.3

La réponse finale est $e^{2}$ .

$e^{2}$

Étape 7.3

Sur $x = 2$ la dérivée est $e^{2}$ . Comme elle est positive, la fonction augmente sur $(1, \infty)$ .

Augmente sur $(1, \infty)$ depuis $f' (x) > 0$

Étape 8

Indiquez les intervalles sur lesquels la fonction est croissante et décroissante.

Augmente sur : $(1, \infty)$

Diminue sur : $(- \infty, 1)$

Étape 9