Calcul infinitésimal Exemples

$y = (\sqrt{2 x + 5}) \tan (x^{2} + 5 x)$

Étape 1

Utilisez $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ pour réécrire $\sqrt{2 x + 5}$ comme ${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \tan (x^{2} + 5 x)]$

Étape 2

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 $f (x) = {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}$ et $g (x) = \tan (x^{2} + 5 x)$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [\tan (x^{2} + 5 x)] + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 3

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = \tan (x)$ et $g (x) = x^{2} + 5 x$ .

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Étape 3.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u_{1}$ comme $x^{2} + 5 x$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} (\frac{d}{d u_{1}} [\tan (u_{1})] \frac{d}{d x} [x^{2} + 5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 3.2

La dérivée de $\tan (u_{1})$ par rapport à $u_{1}$ est $\sec^{2} (u_{1})$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} (\sec^{2} (u_{1}) \frac{d}{d x} [x^{2} + 5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 3.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{1}$ par $x^{2} + 5 x$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} (\sec^{2} (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [x^{2} + 5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4

Différenciez.

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Étape 4.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x^{2} + 5 x$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [5 x]$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ est $n x^{n - 1}$ où $n = 2$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (2 x + \frac{d}{d x} [5 x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.3

Comme $5$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $5 x$ par rapport à $x$ est $5 \frac{d}{d x} [x]$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (2 x + 5 \frac{d}{d x} [x]) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.4

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

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (2 x + 5 \cdot 1) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 4.5

Multipliez $5$ par $1$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) (2 x + 5) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 5

Élevez $2 x + 5$ à la puissance $1$ .

${(2 x + 5)}^{1} {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 6

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

${(2 x + 5)}^{1 + \frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 7

Simplifiez l’expression.

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Étape 7.1

Écrivez $1$ comme une fraction avec un dénominateur commun.

${(2 x + 5)}^{\frac{2}{2} + \frac{1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 7.2

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

${(2 x + 5)}^{\frac{2 + 1}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 7.3

Additionnez $2$ et $1$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) \frac{d}{d x} [{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}]$

Étape 8

Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ est $f' (g (x)) g' (x)$ où $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ et $g (x) = 2 x + 5$ .

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Étape 8.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u_{2}$ comme $2 x + 5$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 8.2

Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ est $n {u_{2}}^{n - 1}$ où $n = \frac{1}{2}$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {u_{2}}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 8.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{2}$ par $2 x + 5$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 9

Pour écrire $- 1$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{2}{2}$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 10

Associez $- 1$ et $\frac{2}{2}$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 11

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 12

Simplifiez le numérateur.

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Étape 12.1

Multipliez $- 1$ par $2$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 12.2

Soustrayez $2$ de $1$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 13

Associez les fractions.

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Étape 13.1

Placez le signe moins devant la fraction.

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2} {(2 x + 5)}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 13.2

Associez $\frac{1}{2}$ et ${(2 x + 5)}^{- \frac{1}{2}}$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{{(2 x + 5)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 13.3

Placez ${(2 x + 5)}^{- \frac{1}{2}}$ sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x) (\frac{1}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [2 x + 5])$

Étape 13.4

Associez $\frac{1}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$ et $\tan (x^{2} + 5 x)$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [2 x + 5]$

Étape 14

Selon la règle de la somme, la dérivée de $2 x + 5$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [5]$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [5])$

Étape 15

Comme $2$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $2 x$ par rapport à $x$ est $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (2 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [5])$

Étape 16

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

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [5])$

Étape 17

Multipliez $2$ par $1$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (2 + \frac{d}{d x} [5])$

Étape 18

Comme $5$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $5$ par rapport à $x$ est $0$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} (2 + 0)$

Étape 19

Simplifiez les termes.

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Étape 19.1

Additionnez $2$ et $0$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} \cdot 2$

Étape 19.2

Associez $\frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$ et $2$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x) \cdot 2}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 19.3

Déplacez $2$ à gauche de $\tan (x^{2} + 5 x)$ .

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{2 \cdot \tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 19.4

Annulez le facteur commun.

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{2 \tan (x^{2} + 5 x)}{2 {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 19.5

Réécrivez l’expression.

${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 20

Pour écrire ${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x)$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}} + \frac{\tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 21

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) {(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22

Multipliez ${(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}}$ par ${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}$ en additionnant les exposants.

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Étape 22.1

Déplacez ${(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}} {(2 x + 5)}^{\frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.2

Utilisez la règle de puissance $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ pour associer des exposants.

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2} + \frac{3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.3

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{1 + 3}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.4

Additionnez $1$ et $3$ .

$\frac{{(2 x + 5)}^{\frac{4}{2}} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 22.5

Divisez $4$ par $2$ .

$\frac{{(2 x + 5)}^{2} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23

Simplifiez chaque terme.

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Étape 23.1

Réécrivez ${(2 x + 5)}^{2}$ comme $(2 x + 5) (2 x + 5)$ .

$\frac{(2 x + 5) (2 x + 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.2

Développez $(2 x + 5) (2 x + 5)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 23.2.1

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{(2 x (2 x + 5) + 5 (2 x + 5)) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.2.2

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{(2 x (2 x) + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x + 5)) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.2.3

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{(2 x (2 x) + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.3

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 23.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 23.3.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{(2 \cdot 2 x \cdot x + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.3.1.2

Multipliez $x$ par $x$ en additionnant les exposants.

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Étape 23.3.1.2.1

Déplacez $x$ .

$\frac{(2 \cdot 2 (x \cdot x) + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.3.1.2.2

Multipliez $x$ par $x$ .

$\frac{(2 \cdot 2 x^{2} + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.3.1.3

Multipliez $2$ par $2$ .

$\frac{(4 x^{2} + 2 x \cdot 5 + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.3.1.4

Multipliez $5$ par $2$ .

$\frac{(4 x^{2} + 10 x + 5 (2 x) + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.3.1.5

Multipliez $2$ par $5$ .

$\frac{(4 x^{2} + 10 x + 10 x + 5 \cdot 5) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.3.1.6

Multipliez $5$ par $5$ .

$\frac{(4 x^{2} + 10 x + 10 x + 25) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.3.2

Additionnez $10 x$ et $10 x$ .

$\frac{(4 x^{2} + 20 x + 25) \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$

Étape 23.4

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{4 x^{2} \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + 20 x \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + 25 \sec^{2} (x^{2} + 5 x) + \tan (x^{2} + 5 x)}{{(2 x + 5)}^{\frac{1}{2}}}$