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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
La dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2.3
Multipliez par .
Étape 2.3
Évaluez .
Étape 2.3.1
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.3.1.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.3.1.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.1.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.3.2
La dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.3
Multipliez par .
Étape 2.4
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
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 3.2.3
La dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.4
La dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2.5
Élevez à la puissance .
Étape 3.2.6
Élevez à la puissance .
Étape 3.2.7
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 3.2.8
Additionnez et .
Étape 3.2.9
Élevez à la puissance .
Étape 3.2.10
Élevez à la puissance .
Étape 3.2.11
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 3.2.12
Additionnez et .
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
La dérivée de par rapport à est .
Étape 3.4
Simplifiez
Étape 3.4.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.4.2
Multipliez par .
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
Factorisez à partir de .
Étape 5.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.3
Factorisez à partir de .
Étape 6
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 7
Étape 7.1
Définissez égal à .
Étape 7.2
Résolvez pour .
Étape 7.2.1
Prenez le sinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire de l’intérieur du sinus.
Étape 7.2.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.2.2.1
La valeur exacte de est .
Étape 7.2.3
La fonction sinus est positive dans les premier et deuxième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez l’angle de référence de pour déterminer la solution dans le deuxième quadrant.
Étape 7.2.4
Soustrayez de .
Étape 7.2.5
La solution de l’équation est .
Étape 8
Étape 8.1
Définissez égal à .
Étape 8.2
Résolvez pour .
Étape 8.2.1
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 8.2.2
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 8.2.2.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 8.2.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 8.2.2.2.1
La division de deux valeurs négatives produit une valeur positive.
Étape 8.2.2.2.2
Divisez par .
Étape 8.2.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 8.2.2.3.1
Divisez par .
Étape 8.2.3
Prenez le cosinus inverse des deux côtés de l’équation pour extraire de l’intérieur du cosinus.
Étape 8.2.4
Simplifiez le côté droit.
Étape 8.2.4.1
La valeur exacte de est .
Étape 8.2.5
La fonction cosinus est négative dans les deuxième et troisième quadrants. Pour déterminer la deuxième solution, soustrayez l’angle de référence de pour déterminer la solution dans le troisième quadrant.
Étape 8.2.6
Soustrayez de .
Étape 8.2.7
La solution de l’équation est .
Étape 9
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 10
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 11
Étape 11.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 11.1.1
La valeur exacte de est .
Étape 11.1.2
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 11.1.3
Multipliez par .
Étape 11.1.4
La valeur exacte de est .
Étape 11.1.5
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 11.1.6
Multipliez par .
Étape 11.1.7
La valeur exacte de est .
Étape 11.1.8
Multipliez par .
Étape 11.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 11.2.1
Additionnez et .
Étape 11.2.2
Soustrayez de .
Étape 12
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 13
Étape 13.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 13.2
Simplifiez le résultat.
Étape 13.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 13.2.1.1
La valeur exacte de est .
Étape 13.2.1.2
Multipliez par .
Étape 13.2.1.3
La valeur exacte de est .
Étape 13.2.1.4
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 13.2.2
Additionnez et .
Étape 13.2.3
La réponse finale est .
Étape 14
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 15
Étape 15.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 15.1.1
Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant. Rendez l’expression négative car le cosinus est négatif dans le deuxième quadrant.
Étape 15.1.2
La valeur exacte de est .
Étape 15.1.3
Multipliez par .
Étape 15.1.4
Élevez à la puissance .
Étape 15.1.5
Multipliez par .
Étape 15.1.6
Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant.
Étape 15.1.7
La valeur exacte de est .
Étape 15.1.8
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 15.1.9
Multipliez par .
Étape 15.1.10
Appliquez l’angle de référence en trouvant l’angle avec des valeurs trigonométriques équivalentes dans le premier quadrant. Rendez l’expression négative car le cosinus est négatif dans le deuxième quadrant.
Étape 15.1.11
La valeur exacte de est .
Étape 15.1.12
Multipliez .
Étape 15.1.12.1
Multipliez par .
Étape 15.1.12.2
Multipliez par .
Étape 15.2
Simplifiez en ajoutant des nombres.
Étape 15.2.1
Additionnez et .
Étape 15.2.2
Additionnez et .
Étape 16
Étape 16.1
Divisez en intervalles distincts autour des valeurs qui rendent la dérivée première ou indéfinie.
Étape 16.2
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 16.2.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 16.2.2
Simplifiez le résultat.
Étape 16.2.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 16.2.2.1.1
Évaluez .
Étape 16.2.2.1.2
Multipliez par .
Étape 16.2.2.1.3
Évaluez .
Étape 16.2.2.1.4
Multipliez par .
Étape 16.2.2.1.5
Évaluez .
Étape 16.2.2.1.6
Multipliez par .
Étape 16.2.2.2
Additionnez et .
Étape 16.2.2.3
La réponse finale est .
Étape 16.3
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 16.3.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 16.3.2
Simplifiez le résultat.
Étape 16.3.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 16.3.2.1.1
Évaluez .
Étape 16.3.2.1.2
Multipliez par .
Étape 16.3.2.1.3
Évaluez .
Étape 16.3.2.1.4
Multipliez par .
Étape 16.3.2.1.5
Évaluez .
Étape 16.3.2.1.6
Multipliez par .
Étape 16.3.2.2
Soustrayez de .
Étape 16.3.2.3
La réponse finale est .
Étape 16.4
Remplacez tout nombre, tel que , de l’intervalle dans la dérivée première pour vérifier si le résultat est négatif ou positif.
Étape 16.4.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 16.4.2
Simplifiez le résultat.
Étape 16.4.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 16.4.2.1.1
Évaluez .
Étape 16.4.2.1.2
Multipliez par .
Étape 16.4.2.1.3
Évaluez .
Étape 16.4.2.1.4
Multipliez par .
Étape 16.4.2.1.5
Évaluez .
Étape 16.4.2.1.6
Multipliez par .
Étape 16.4.2.2
Additionnez et .
Étape 16.4.2.3
La réponse finale est .
Étape 16.5
Comme la dérivée première a changé de signe de positive à négative autour de , est un maximum local.
est un maximum local
Étape 16.6
Comme la dérivée première a changé de signe de négative à positive autour de , est un minimum local.
est un minimum local
Étape 16.7
Ce sont les extrema locaux pour .
est un maximum local
est un minimum local
est un maximum local
est un minimum local
Étape 17