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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 1.1.1
Réécrivez comme .
Étape 1.1.2
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 1.1.2.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.2.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.2.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.3
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 1.1.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.1.3.1.1
Multipliez par .
Étape 1.1.3.1.2
Déplacez à gauche de .
Étape 1.1.3.1.3
Multipliez par .
Étape 1.1.3.2
Additionnez et .
Étape 1.1.4
Différenciez en utilisant la règle de produit qui indique que est où et .
Étape 1.1.5
Différenciez.
Étape 1.1.5.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.5.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.5.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.5.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.5.5
Multipliez par .
Étape 1.1.5.6
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.5.7
Additionnez et .
Étape 1.1.6
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.1.6.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.1.6.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.6.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.1.7
Différenciez.
Étape 1.1.7.1
Déplacez à gauche de .
Étape 1.1.7.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.7.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.1.7.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.7.5
Simplifiez l’expression.
Étape 1.1.7.5.1
Additionnez et .
Étape 1.1.7.5.2
Multipliez par .
Étape 1.1.8
Simplifiez
Étape 1.1.8.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.8.2
Multipliez par .
Étape 1.1.8.3
Multipliez par .
Étape 1.1.8.4
Factorisez à partir de .
Étape 1.1.8.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.1.8.4.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.1.8.4.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.1.8.5
Réécrivez comme .
Étape 1.1.8.6
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 1.1.8.6.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.8.6.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.8.6.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.8.7
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 1.1.8.7.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.1.8.7.1.1
Multipliez par .
Étape 1.1.8.7.1.2
Multipliez par .
Étape 1.1.8.7.1.3
Multipliez par .
Étape 1.1.8.7.1.4
Multipliez par .
Étape 1.1.8.7.2
Additionnez et .
Étape 1.1.8.8
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.1.8.8.1
Développez à l’aide de la méthode FOIL.
Étape 1.1.8.8.1.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.8.8.1.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.8.8.1.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 1.1.8.8.2
Simplifiez et associez les termes similaires.
Étape 1.1.8.8.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.1.8.8.2.1.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.1.8.8.2.1.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 1.1.8.8.2.1.2.1
Déplacez .
Étape 1.1.8.8.2.1.2.2
Multipliez par .
Étape 1.1.8.8.2.1.3
Déplacez à gauche de .
Étape 1.1.8.8.2.1.4
Multipliez par .
Étape 1.1.8.8.2.1.5
Multipliez par .
Étape 1.1.8.8.2.2
Additionnez et .
Étape 1.1.8.9
Additionnez et .
Étape 1.1.8.10
Additionnez et .
Étape 1.1.8.11
Additionnez et .
Étape 1.1.8.12
Développez en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.
Étape 1.1.8.13
Simplifiez chaque terme.
Étape 1.1.8.13.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.1.8.13.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 1.1.8.13.2.1
Déplacez .
Étape 1.1.8.13.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.1.8.13.2.3
Additionnez et .
Étape 1.1.8.13.3
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.1.8.13.4
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 1.1.8.13.4.1
Déplacez .
Étape 1.1.8.13.4.2
Multipliez par .
Étape 1.1.8.13.4.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.1.8.13.4.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.1.8.13.4.3
Additionnez et .
Étape 1.1.8.13.5
Déplacez à gauche de .
Étape 1.1.8.13.6
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.1.8.13.7
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 1.1.8.13.7.1
Déplacez .
Étape 1.1.8.13.7.2
Multipliez par .
Étape 1.1.8.13.7.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 1.1.8.13.7.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 1.1.8.13.7.3
Additionnez et .
Étape 1.1.8.13.8
Multipliez par .
Étape 1.1.8.13.9
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 1.1.8.13.10
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 1.1.8.13.10.1
Déplacez .
Étape 1.1.8.13.10.2
Multipliez par .
Étape 1.1.8.13.11
Multipliez par .
Étape 1.1.8.13.12
Multipliez par .
Étape 1.1.8.13.13
Multipliez par .
Étape 1.1.8.13.14
Multipliez par .
Étape 1.1.8.13.15
Multipliez par .
Étape 1.1.8.14
Additionnez et .
Étape 1.1.8.15
Additionnez et .
Étape 1.1.8.16
Additionnez et .
Étape 1.1.8.17
Additionnez et .
Étape 1.2
Déterminez la dérivée seconde.
Étape 1.2.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.2
Évaluez .
Étape 1.2.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.2.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.2.3
Multipliez par .
Étape 1.2.3
Évaluez .
Étape 1.2.3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.3.3
Multipliez par .
Étape 1.2.4
Évaluez .
Étape 1.2.4.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.4.3
Multipliez par .
Étape 1.2.5
Évaluez .
Étape 1.2.5.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.5.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.5.3
Multipliez par .
Étape 1.2.6
Différenciez en utilisant la règle de la constante.
Étape 1.2.6.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.6.2
Additionnez et .
Étape 1.3
La dérivée seconde de par rapport à est .
Étape 2
Étape 2.1
Définissez la dérivée seconde égale à .
Étape 2.2
Factorisez le côté gauche de l’équation.
Étape 2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.1.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.1.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.1.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.1.7
Factorisez à partir de .
Étape 2.2.2
Factorisez.
Étape 2.2.2.1
Factorisez en utilisant le test des racines rationnelles.
Étape 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 2.2.2.1.2
Déterminez chaque combinaison de . Il s’agit des racines possibles de la fonction polynomiale.
Étape 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 2.2.2.1.3.1
Remplacez dans le polynôme.
Étape 2.2.2.1.3.2
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.2.1.3.3
Multipliez par .
Étape 2.2.2.1.3.4
Élevez à la puissance .
Étape 2.2.2.1.3.5
Multipliez par .
Étape 2.2.2.1.3.6
Additionnez et .
Étape 2.2.2.1.3.7
Multipliez par .
Étape 2.2.2.1.3.8
Soustrayez de .
Étape 2.2.2.1.3.9
Additionnez et .
Étape 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 2.2.2.1.5
Divisez par .
Étape 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 2.2.2.1.5.2
Divisez le terme du plus haut degré dans le dividende par le terme du plus haut degré dans le diviseur .
| + | + | + | + |
Étape 2.2.2.1.5.3
Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.
| + | + | + | + | ||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.1.5.4
L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - |
Étape 2.2.2.1.5.5
Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + |
Étape 2.2.2.1.5.6
Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + |
Étape 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 2.2.2.1.5.8
Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.
| + | |||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.1.5.9
L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans
| + | |||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - |
Étape 2.2.2.1.5.10
Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.
| + | |||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + |
Étape 2.2.2.1.5.11
Extrayez les termes suivants du dividende d’origine dans le dividende actuel.
| + | |||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + |
Étape 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 2.2.2.1.5.13
Multipliez le nouveau terme du quotient par le diviseur.
| + | + | ||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| + | + |
Étape 2.2.2.1.5.14
L’expression doit être soustraite du dividende, alors changez tous les signes dans
| + | + | ||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - |
Étape 2.2.2.1.5.15
Après avoir changé les signes, ajoutez le dernier dividende du polynôme multiplié pour déterminer le nouveau dividende.
| + | + | ||||||||||
| + | + | + | + | ||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
Étape 2.2.2.1.5.16
Comme le reste est , la réponse finale est le quotient.
Étape 2.2.2.1.6
Écrivez comme un ensemble de facteurs.
Étape 2.2.2.2
Supprimez les parenthèses inutiles.
Étape 2.3
Si un facteur quelconque du côté gauche de l’équation est égal à , l’expression entière sera égale à .
Étape 2.4
Définissez égal à et résolvez .
Étape 2.4.1
Définissez égal à .
Étape 2.4.2
Soustrayez des deux côtés de l’équation.
Étape 2.5
Définissez égal à et résolvez .
Étape 2.5.1
Définissez égal à .
Étape 2.5.2
Résolvez pour .
Étape 2.5.2.1
Utilisez la formule quadratique pour déterminer les solutions.
Étape 2.5.2.2
Remplacez les valeurs , et dans la formule quadratique et résolvez pour .
Étape 2.5.2.3
Simplifiez
Étape 2.5.2.3.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.5.2.3.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.5.2.3.1.2
Multipliez .
Étape 2.5.2.3.1.2.1
Multipliez par .
Étape 2.5.2.3.1.2.2
Multipliez par .
Étape 2.5.2.3.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.5.2.3.1.4
Réécrivez comme .
Étape 2.5.2.3.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.3.1.4.2
Réécrivez comme .
Étape 2.5.2.3.1.5
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 2.5.2.3.2
Multipliez par .
Étape 2.5.2.3.3
Simplifiez .
Étape 2.5.2.4
Simplifiez l’expression pour résoudre la partie du .
Étape 2.5.2.4.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.5.2.4.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.5.2.4.1.2
Multipliez .
Étape 2.5.2.4.1.2.1
Multipliez par .
Étape 2.5.2.4.1.2.2
Multipliez par .
Étape 2.5.2.4.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.5.2.4.1.4
Réécrivez comme .
Étape 2.5.2.4.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.4.1.4.2
Réécrivez comme .
Étape 2.5.2.4.1.5
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 2.5.2.4.2
Multipliez par .
Étape 2.5.2.4.3
Simplifiez .
Étape 2.5.2.4.4
Remplacez le par .
Étape 2.5.2.4.5
Réécrivez comme .
Étape 2.5.2.4.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.4.7
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.4.8
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.5.2.5
Simplifiez l’expression pour résoudre la partie du .
Étape 2.5.2.5.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.5.2.5.1.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.5.2.5.1.2
Multipliez .
Étape 2.5.2.5.1.2.1
Multipliez par .
Étape 2.5.2.5.1.2.2
Multipliez par .
Étape 2.5.2.5.1.3
Soustrayez de .
Étape 2.5.2.5.1.4
Réécrivez comme .
Étape 2.5.2.5.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.5.1.4.2
Réécrivez comme .
Étape 2.5.2.5.1.5
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 2.5.2.5.2
Multipliez par .
Étape 2.5.2.5.3
Simplifiez .
Étape 2.5.2.5.4
Remplacez le par .
Étape 2.5.2.5.5
Réécrivez comme .
Étape 2.5.2.5.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.5.7
Factorisez à partir de .
Étape 2.5.2.5.8
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.5.2.6
La réponse finale est la combinaison des deux solutions.
Étape 2.6
La solution finale est l’ensemble des valeurs qui rendent vraie.
Étape 3
Étape 3.1
Remplacez dans pour déterminer la valeur de .
Étape 3.1.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 3.1.2
Simplifiez le résultat.
Étape 3.1.2.1
Additionnez et .
Étape 3.1.2.2
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 3.1.2.3
Additionnez et .
Étape 3.1.2.4
Un à n’importe quelle puissance est égal à un.
Étape 3.1.2.5
Multipliez par .
Étape 3.1.2.6
La réponse finale est .
Étape 3.2
Le point trouvé en remplaçant dans est . Ce point peut être un point d’inflexion.
Étape 3.3
Remplacez dans pour déterminer la valeur de .
Étape 3.3.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 3.3.2
Simplifiez le résultat.
Étape 3.3.2.1
Additionnez et .
Étape 3.3.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 3.3.2.3
Additionnez et .
Étape 3.3.2.4
Élevez à la puissance .
Étape 3.3.2.5
Multipliez par .
Étape 3.3.2.6
La réponse finale est .
Étape 3.4
Le point trouvé en remplaçant dans est . Ce point peut être un point d’inflexion.
Étape 3.5
Remplacez dans pour déterminer la valeur de .
Étape 3.5.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 3.5.2
Simplifiez le résultat.
Étape 3.5.2.1
Additionnez et .
Étape 3.5.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 3.5.2.3
Additionnez et .
Étape 3.5.2.4
Élevez à la puissance .
Étape 3.5.2.5
Multipliez par .
Étape 3.5.2.6
La réponse finale est .
Étape 3.6
Le point trouvé en remplaçant dans est . Ce point peut être un point d’inflexion.
Étape 3.7
Déterminez les points qui pourraient être des points d’inflexion.
Étape 4
Divisez en intervalles autour des points qui pourraient potentiellement être des points d’inflexion.
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
Sur , la dérivée seconde est . Comme elle est négative, la dérivée seconde est décroissante sur l’intervalle
Diminue sur depuis
Diminue sur depuis
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
Sur , la dérivée seconde est . Comme elle est positive, la dérivée seconde augmente sur l’intervalle .
Augmente sur depuis
Augmente sur depuis
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
Sur , la dérivée seconde est . Comme elle est négative, la dérivée seconde est décroissante sur l’intervalle
Diminue sur depuis
Diminue sur depuis
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
Élevez à la puissance .
Étape 8.2.1.2
Multipliez par .
Étape 8.2.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 8.2.1.4
Multipliez par .
Étape 8.2.1.5
Multipliez par .
Étape 8.2.2
Simplifiez en ajoutant et en soustrayant.
Étape 8.2.2.1
Additionnez et .
Étape 8.2.2.2
Soustrayez de .
Étape 8.2.2.3
Additionnez et .
Étape 8.2.3
La réponse finale est .
Étape 8.3
Sur , la dérivée seconde est . Comme elle est positive, la dérivée seconde augmente sur l’intervalle .
Augmente sur depuis
Augmente sur depuis
Étape 9
Un point d’inflexion est un point sur une courbe sur lequel la concavité passe du signe plus au signe moins ou du signe moins au signe plus. Dans ce cas, les points d’inflexion sont .
Étape 10