Calcul infinitésimal Exemples

$\frac{1}{50 x - x^{2}}$

Étape 1

Écrivez $\frac{1}{50 x - x^{2}}$ comme une fonction.

$f (x) = \frac{1}{50 x - x^{2}}$

Étape 2

La fonction $F (x)$ peut être trouvée en déterminant l’intégrale infinie de la dérivée $f (x)$ .

$F (x) = \int f (x) d x$

Étape 3

Définissez l’intégrale à résoudre.

$F (x) = \int \frac{1}{50 x - x^{2}} d x$

Étape 4

Écrivez la fraction en utilisant la décomposition en fractions partielles.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1

Décomposez la fraction et multipliez par le dénominateur commun.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1.1

Factorisez $x$ à partir de $50 x - x^{2}$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1.1.1

Factorisez $x$ à partir de $50 x$ .

$\frac{1}{x \cdot 50 - x^{2}}$

Étape 4.1.1.2

Factorisez $x$ à partir de $- x^{2}$ .

$\frac{1}{x \cdot 50 + x (- x)}$

Étape 4.1.1.3

Factorisez $x$ à partir de $x \cdot 50 + x (- x)$ .

$\frac{1}{x \cdot (50 - x)}$

Étape 4.1.1.4

Multipliez $x$ par $50 - x$ .

$\frac{1}{x (50 - x)}$

Étape 4.1.2

Pour chaque facteur dans le dénominateur, créez une nouvelle fraction en utilisant le facteur comme dénominateur et une valeur inconnue comme numérateur. Comme le facteur dans le dénominateur est linéaire, placez une variable unique à sa place $B$ .

$\frac{A}{x} + \frac{B}{50 - x}$

Étape 4.1.3

Multipliez chaque fraction dans l’équation par le dénominateur de l’expression d’origine. Dans ce cas, le dénominateur est $x (50 - x)$ .

$\frac{1 (x (50 - x))}{x (50 - x)} = \frac{A (x (50 - x))}{x} + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.4

Annulez le facteur commun de $x$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1.4.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{1 (x (50 - x))}{x (50 - x)} = \frac{A (x (50 - x))}{x} + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.4.2

Réécrivez l’expression.

$\frac{1 (50 - x)}{50 - x} = \frac{A (x (50 - x))}{x} + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.5

Annulez le facteur commun de $50 - x$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1.5.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{1 (50 - x)}{50 - x} = \frac{A (x (50 - x))}{x} + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.5.2

Réécrivez l’expression.

$1 = \frac{A (x (50 - x))}{x} + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.6

Simplifiez chaque terme.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1.6.1

Annulez le facteur commun de $x$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1.6.1.1

Annulez le facteur commun.

$1 = \frac{A (x (50 - x))}{x} + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.6.1.2

Divisez $A (50 - x)$ par $1$ .

$1 = A (50 - x) + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.6.2

Appliquez la propriété distributive.

$1 = A \cdot 50 + A (- x) + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.6.3

Déplacez $50$ à gauche de $A$ .

$1 = 50 \cdot A + A (- x) + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.6.4

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$1 = 50 \cdot A - A x + \frac{(B) (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.6.5

Annulez le facteur commun de $50 - x$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1.6.5.1

Annulez le facteur commun.

$1 = 50 A - A x + \frac{B (x (50 - x))}{50 - x}$

Étape 4.1.6.5.2

Divisez $(B) (x)$ par $1$ .

$1 = 50 A - A x + (B) (x)$

$1 = 50 A - A x + B x$

Étape 4.1.7

Simplifiez l’expression.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.1.7.1

Déplacez $A$ .

$1 = 50 A - x A + B x$

Étape 4.1.7.2

Remettez dans l’ordre $B$ et $x$ .

$1 = 50 A - x A + B x$

Étape 4.1.7.3

Déplacez $50 A$ .

$1 = - x A + B x + 50 A$

Étape 4.2

Créez des équations pour les variables de fractions partielles et utilisez-les pour définir un système d’équations.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.2.1

Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients de $x$ de chaque côté de l’équation. Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.

$0 = - 1 A + B$

Étape 4.2.2

Créez une équation pour les variables de fractions partielles en faisant correspondre les coefficients des termes qui ne contiennent pas $x$ . Pour que l’équation soit égale, les coefficients équivalents de chaque côté de l’équation doivent être égaux.

$1 = 50 A$

Étape 4.2.3

Définissez le système d’équations pour déterminer les coefficients des fractions partielles.

$0 = - 1 A + B$

$1 = 50 A$

$0 = - 1 A + B$

$1 = 50 A$

Étape 4.3

Résolvez le système d’équations.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.3.1

Résolvez $A$ dans $1 = 50 A$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.3.1.1

Réécrivez l’équation comme $50 A = 1$ .

$50 A = 1$

$0 = - 1 A + B$

Étape 4.3.1.2

Divisez chaque terme dans $50 A = 1$ par $50$ et simplifiez.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.3.1.2.1

Divisez chaque terme dans $50 A = 1$ par $50$ .

$\frac{50 A}{50} = \frac{1}{50}$

$0 = - 1 A + B$

Étape 4.3.1.2.2

Simplifiez le côté gauche.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.3.1.2.2.1

Annulez le facteur commun de $50$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.3.1.2.2.1.1

Annulez le facteur commun.

$\frac{50 A}{50} = \frac{1}{50}$

$0 = - 1 A + B$

Étape 4.3.1.2.2.1.2

Divisez $A$ par $1$ .

$A = \frac{1}{50}$

$0 = - 1 A + B$

$A = \frac{1}{50}$

$0 = - 1 A + B$

$A = \frac{1}{50}$

$0 = - 1 A + B$

$A = \frac{1}{50}$

$0 = - 1 A + B$

$A = \frac{1}{50}$

$0 = - 1 A + B$

Étape 4.3.2

Remplacez toutes les occurrences de $A$ par $\frac{1}{50}$ dans chaque équation.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.3.2.1

Remplacez toutes les occurrences de $A$ dans $0 = - 1 A + B$ par $\frac{1}{50}$ .

$0 = - 1 (\frac{1}{50}) + B$

$A = \frac{1}{50}$

Étape 4.3.2.2

Simplifiez le côté droit.

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.3.2.2.1

Réécrivez $- 1 (\frac{1}{50})$ comme $- (\frac{1}{50})$ .

$0 = - \frac{1}{50} + B$

$A = \frac{1}{50}$

$0 = - \frac{1}{50} + B$

$A = \frac{1}{50}$

$0 = - \frac{1}{50} + B$

$A = \frac{1}{50}$

Étape 4.3.3

Résolvez $B$ dans $0 = - \frac{1}{50} + B$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.3.3.1

Réécrivez l’équation comme $- \frac{1}{50} + B = 0$ .

$- \frac{1}{50} + B = 0$

$A = \frac{1}{50}$

Étape 4.3.3.2

Ajoutez $\frac{1}{50}$ aux deux côtés de l’équation.

$B = \frac{1}{50}$

$A = \frac{1}{50}$

$B = \frac{1}{50}$

$A = \frac{1}{50}$

Étape 4.3.4

Résolvez le système d’équations.

$B = \frac{1}{50} A = \frac{1}{50}$

Étape 4.3.5

Indiquez toutes les solutions.

$B = \frac{1}{50}, A = \frac{1}{50}$

Étape 4.4

Remplacez chacun des coefficients de fractions partielles dans $\frac{A}{x} + \frac{B}{50 - x}$ par les valeurs trouvées pour $A$ et $B$ .

$\frac{\frac{1}{50}}{x} + \frac{\frac{1}{50}}{50 - x}$

Étape 4.5

Simplifiez

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 4.5.1

Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.

$\frac{1}{50} \cdot \frac{1}{x} + \frac{\frac{1}{50}}{50 - x}$

Étape 4.5.2

Multipliez $\frac{1}{50}$ par $\frac{1}{x}$ .

$\frac{1}{50 x} + \frac{\frac{1}{50}}{50 - x}$

Étape 4.5.3

Multipliez le numérateur par la réciproque du dénominateur.

$\frac{1}{50 x} + \frac{1}{50} \cdot \frac{1}{50 - x}$

Étape 4.5.4

Multipliez $\frac{1}{50}$ par $\frac{1}{50 - x}$ .

$\int \frac{1}{50 x} + \frac{1}{50 (50 - x)} d x$

Étape 5

Séparez l’intégrale unique en plusieurs intégrales.

$\int \frac{1}{50 x} d x + \int \frac{1}{50 (50 - x)} d x$

Étape 6

Comme $\frac{1}{50}$ est constant par rapport à $x$ , placez $\frac{1}{50}$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{1}{50} \int \frac{1}{x} d x + \int \frac{1}{50 (50 - x)} d x$

Étape 7

L’intégrale de $\frac{1}{x}$ par rapport à $x$ est $\ln (| x |)$ .

$\frac{1}{50} (\ln (| x |) + C) + \int \frac{1}{50 (50 - x)} d x$

Étape 8

Comme $\frac{1}{50}$ est constant par rapport à $x$ , placez $\frac{1}{50}$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{1}{50} (\ln (| x |) + C) + \frac{1}{50} \int \frac{1}{50 - x} d x$

Étape 9

Laissez $u = 50 - x$ . Alors $d u = - d x$ , donc $- d u = d x$ . Réécrivez avec $u$ et $d$ $u$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 9.1

Laissez $u = 50 - x$ . Déterminez $\frac{d u}{d x}$ .

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 9.1.1

Réécrivez.

$\frac{- 1}{1}$

Étape 9.1.2

Divisez $- 1$ par $1$ .

$- 1$

Étape 9.2

Réécrivez le problème en utilisant $u$ et $d u$ .

$\frac{1}{50} (\ln (| x |) + C) + \frac{1}{50} \int \frac{- 1}{u} d u$

Étape 10

Placez le signe moins devant la fraction.

$\frac{1}{50} (\ln (| x |) + C) + \frac{1}{50} \int - \frac{1}{u} d u$

Étape 11

Comme $- 1$ est constant par rapport à $u$ , placez $- 1$ en dehors de l’intégrale.

$\frac{1}{50} (\ln (| x |) + C) + \frac{1}{50} (- \int \frac{1}{u} d u)$

Étape 12

L’intégrale de $\frac{1}{u}$ par rapport à $u$ est $\ln (| u |)$ .

$\frac{1}{50} (\ln (| x |) + C) + \frac{1}{50} (- (\ln (| u |) + C))$

Étape 13

Simplifiez

Appuyez ici pour voir plus d’étapes...

Étape 13.1

Simplifiez

$\frac{1}{50} \ln (| x |) + \frac{1}{50} (- \ln (| u |)) + C$

Étape 13.2

Associez $\frac{1}{50}$ et $\ln (| u |)$ .

$\frac{1}{50} \ln (| x |) - \frac{\ln (| u |)}{50} + C$

Étape 14

Remplacez toutes les occurrences de $u$ par $50 - x$ .

$\frac{1}{50} \ln (| x |) - \frac{\ln (| 50 - x |)}{50} + C$

Étape 15

Remettez les termes dans l’ordre.

$\frac{1}{50} \ln (| x |) - \frac{1}{50} \ln (| 50 - x |) + C$

Étape 16

La réponse est la dérivée première de la fonction $f (x) = \frac{1}{50 x - x^{2}}$ .

$F (x) =$ $\frac{1}{50} \ln (| x |) - \frac{1}{50} \ln (| 50 - x |) + C$