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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Écrivez comme une fonction.
Étape 2
Étape 2.1
Différenciez en utilisant la règle multiple constante.
Étape 2.1.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 2.1.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.2
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 2.3
Multipliez les exposants dans .
Étape 2.3.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 2.3.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 2.3.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 2.3.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 2.4
Simplifiez
Étape 2.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance.
Étape 2.5.1
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.5.2
Multipliez par .
Étape 2.6
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.6.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.6.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.6.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.7
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 2.8
Associez et .
Étape 2.9
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.10
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.10.1
Multipliez par .
Étape 2.10.2
Soustrayez de .
Étape 2.11
Associez les fractions.
Étape 2.11.1
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 2.11.2
Associez et .
Étape 2.11.3
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 2.11.4
Associez et .
Étape 2.12
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.13
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.14
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.15
Simplifiez l’expression.
Étape 2.15.1
Additionnez et .
Étape 2.15.2
Multipliez par .
Étape 2.16
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 2.17
Associez et .
Étape 2.18
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.19
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.19.1
Déplacez .
Étape 2.19.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.19.3
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.19.4
Additionnez et .
Étape 2.19.5
Divisez par .
Étape 2.20
Simplifiez .
Étape 2.21
Déplacez à gauche de .
Étape 2.22
Réécrivez comme un produit.
Étape 2.23
Multipliez par .
Étape 2.24
Élevez à la puissance .
Étape 2.25
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.26
Simplifiez l’expression.
Étape 2.26.1
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 2.26.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 2.26.3
Additionnez et .
Étape 2.27
Associez et .
Étape 2.28
Simplifiez
Étape 2.28.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.28.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.28.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.28.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.28.3.1.1
Multipliez par .
Étape 2.28.3.1.2
Multipliez .
Étape 2.28.3.1.2.1
Multipliez par .
Étape 2.28.3.1.2.2
Multipliez par .
Étape 2.28.3.1.3
Multipliez par .
Étape 2.28.3.2
Soustrayez de .
Étape 2.28.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.28.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.28.4.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.28.4.3
Factorisez à partir de .
Étape 3
Étape 3.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.2
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 3.3
Différenciez.
Étape 3.3.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 3.3.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 3.3.1.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 3.3.1.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 3.3.1.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 3.3.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.3.3
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.3.4
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.3.5
Simplifiez l’expression.
Étape 3.3.5.1
Additionnez et .
Étape 3.3.5.2
Multipliez par .
Étape 3.4
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 3.4.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 3.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.4.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 3.5
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 3.6
Associez et .
Étape 3.7
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.8
Simplifiez le numérateur.
Étape 3.8.1
Multipliez par .
Étape 3.8.2
Soustrayez de .
Étape 3.9
Associez et .
Étape 3.10
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.11
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 3.12
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 3.13
Associez les fractions.
Étape 3.13.1
Additionnez et .
Étape 3.13.2
Multipliez par .
Étape 3.13.3
Multipliez par .
Étape 3.14
Simplifiez
Étape 3.14.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.14.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.14.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 3.14.3.1
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.2
Multipliez par .
Étape 3.14.3.3
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.14.3.4
Associez et .
Étape 3.14.3.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 3.14.3.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.5.2
Annulez le facteur commun.
Étape 3.14.3.5.3
Réécrivez l’expression.
Étape 3.14.3.6
Multipliez par .
Étape 3.14.3.7
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 3.14.3.8
Associez et .
Étape 3.14.3.9
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.14.3.10
Simplifiez le numérateur.
Étape 3.14.3.10.1
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.10.1.1
Remettez l’expression dans l’ordre.
Étape 3.14.3.10.1.1.1
Déplacez .
Étape 3.14.3.10.1.1.2
Déplacez .
Étape 3.14.3.10.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.10.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.10.1.4
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.10.2
Multipliez par .
Étape 3.14.3.11
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 3.14.3.12
Associez et .
Étape 3.14.3.13
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.14.3.14
Réécrivez en forme factorisée.
Étape 3.14.3.14.1
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.14.1.1
Remettez dans l’ordre et .
Étape 3.14.3.14.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.14.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.14.1.4
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.3.14.2
Divisez par .
Étape 3.14.3.14.3
Simplifiez
Étape 3.14.3.14.4
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.14.3.14.5
Multipliez par .
Étape 3.14.3.14.6
Appliquez la propriété distributive.
Étape 3.14.3.14.7
Multipliez par .
Étape 3.14.3.14.8
Multipliez par .
Étape 3.14.3.14.9
Soustrayez de .
Étape 3.14.3.14.10
Additionnez et .
Étape 3.14.4
Associez des termes.
Étape 3.14.4.1
Associez et .
Étape 3.14.4.2
Réécrivez comme un produit.
Étape 3.14.4.3
Multipliez par .
Étape 3.14.4.4
Multipliez par .
Étape 3.14.4.5
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 3.14.4.6
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 3.14.4.6.1
Déplacez .
Étape 3.14.4.6.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 3.14.4.6.3
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 3.14.4.6.4
Associez et .
Étape 3.14.4.6.5
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 3.14.4.6.6
Simplifiez le numérateur.
Étape 3.14.4.6.6.1
Multipliez par .
Étape 3.14.4.6.6.2
Additionnez et .
Étape 3.14.5
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.6
Réécrivez comme .
Étape 3.14.7
Factorisez à partir de .
Étape 3.14.8
Réécrivez comme .
Étape 3.14.9
Placez le signe moins devant la fraction.
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
Déterminez la dérivée première.
Étape 5.1.1
Différenciez en utilisant la règle multiple constante.
Étape 5.1.1.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 5.1.1.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.2
Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que est où et .
Étape 5.1.3
Multipliez les exposants dans .
Étape 5.1.3.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 5.1.3.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.1.3.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.1.3.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 5.1.4
Simplifiez
Étape 5.1.5
Différenciez en utilisant la règle de puissance.
Étape 5.1.5.1
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.5.2
Multipliez par .
Étape 5.1.6
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 5.1.6.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 5.1.6.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.6.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 5.1.7
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 5.1.8
Associez et .
Étape 5.1.9
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 5.1.10
Simplifiez le numérateur.
Étape 5.1.10.1
Multipliez par .
Étape 5.1.10.2
Soustrayez de .
Étape 5.1.11
Associez les fractions.
Étape 5.1.11.1
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 5.1.11.2
Associez et .
Étape 5.1.11.3
Placez sur le dénominateur en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 5.1.11.4
Associez et .
Étape 5.1.12
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.13
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 5.1.14
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 5.1.15
Simplifiez l’expression.
Étape 5.1.15.1
Additionnez et .
Étape 5.1.15.2
Multipliez par .
Étape 5.1.16
Pour écrire comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par .
Étape 5.1.17
Associez et .
Étape 5.1.18
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 5.1.19
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 5.1.19.1
Déplacez .
Étape 5.1.19.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 5.1.19.3
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 5.1.19.4
Additionnez et .
Étape 5.1.19.5
Divisez par .
Étape 5.1.20
Simplifiez .
Étape 5.1.21
Déplacez à gauche de .
Étape 5.1.22
Réécrivez comme un produit.
Étape 5.1.23
Multipliez par .
Étape 5.1.24
Élevez à la puissance .
Étape 5.1.25
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 5.1.26
Simplifiez l’expression.
Étape 5.1.26.1
Écrivez comme une fraction avec un dénominateur commun.
Étape 5.1.26.2
Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.
Étape 5.1.26.3
Additionnez et .
Étape 5.1.27
Associez et .
Étape 5.1.28
Simplifiez
Étape 5.1.28.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 5.1.28.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 5.1.28.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 5.1.28.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 5.1.28.3.1.1
Multipliez par .
Étape 5.1.28.3.1.2
Multipliez .
Étape 5.1.28.3.1.2.1
Multipliez par .
Étape 5.1.28.3.1.2.2
Multipliez par .
Étape 5.1.28.3.1.3
Multipliez par .
Étape 5.1.28.3.2
Soustrayez de .
Étape 5.1.28.4
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.28.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.28.4.2
Factorisez à partir de .
Étape 5.1.28.4.3
Factorisez à partir de .
Étape 5.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 6
Étape 6.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 6.2
Définissez le numérateur égal à zéro.
Étape 6.3
Résolvez l’équation pour .
Étape 6.3.1
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 6.3.1.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 6.3.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 6.3.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 6.3.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 6.3.1.2.1.2
Divisez par .
Étape 6.3.1.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 6.3.1.3.1
Divisez par .
Étape 6.3.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 7
Étape 7.1
Appliquez la règle pour réécrire l’élévation à la puissance comme un radical.
Étape 7.2
Définissez le dénominateur dans égal à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 7.3
Résolvez .
Étape 7.3.1
Pour retirer le radical du côté gauche de l’équation, élevez au carré les deux côtés de l’équation.
Étape 7.3.2
Simplifiez chaque côté de l’équation.
Étape 7.3.2.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 7.3.2.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.3.2.2.1
Simplifiez .
Étape 7.3.2.2.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 7.3.2.2.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 7.3.2.2.1.3
Multipliez les exposants dans .
Étape 7.3.2.2.1.3.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 7.3.2.2.1.3.2
Annulez le facteur commun de .
Étape 7.3.2.2.1.3.2.1
Annulez le facteur commun.
Étape 7.3.2.2.1.3.2.2
Réécrivez l’expression.
Étape 7.3.2.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.3.2.3.1
L’élévation de à toute puissance positive produit .
Étape 7.3.3
Résolvez .
Étape 7.3.3.1
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 7.3.3.1.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 7.3.3.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.3.3.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 7.3.3.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 7.3.3.1.2.1.2
Divisez par .
Étape 7.3.3.1.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.3.3.1.3.1
Divisez par .
Étape 7.3.3.2
Définissez le égal à .
Étape 7.3.3.3
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 7.4
Définissez le radicande dans inférieur à pour déterminer où l’expression est indéfinie.
Étape 7.5
Résolvez .
Étape 7.5.1
Prenez la racine spécifiée des deux côtés de l’inégalité pour éliminer l’exposant du côté gauche.
Étape 7.5.2
Simplifiez l’équation.
Étape 7.5.2.1
Simplifiez le côté gauche.
Étape 7.5.2.1.1
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 7.5.2.2
Simplifiez le côté droit.
Étape 7.5.2.2.1
Simplifiez .
Étape 7.5.2.2.1.1
Réécrivez comme .
Étape 7.5.2.2.1.2
Extrayez les termes de sous le radical.
Étape 7.5.3
Ajoutez aux deux côtés de l’inégalité.
Étape 7.6
L’équation est indéfinie là où le dénominateur est égal à , l’argument d’une racine carrée est inférieur à ou l’argument d’un logarithme est inférieur ou égal à .
Étape 8
Points critiques à évaluer.
Étape 9
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 10
Étape 10.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 10.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 10.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 10.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 10.3
Soustrayez de .
Étape 10.4
Soustrayez de .
Étape 10.5
Multipliez par .
Étape 10.6
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 10.7
Multipliez .
Étape 10.7.1
Multipliez par .
Étape 10.7.2
Multipliez par .
Étape 11
est un minimum local car la valeur de la dérivée seconde est positive. On parle de test de la dérivée seconde.
est un minimum local
Étape 12
Étape 12.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 12.2
Simplifiez le résultat.
Étape 12.2.1
Multipliez par .
Étape 12.2.2
Soustrayez de .
Étape 12.2.3
Multipliez par .
Étape 12.2.4
Associez et simplifiez le dénominateur.
Étape 12.2.4.1
Multipliez par .
Étape 12.2.4.2
Élevez à la puissance .
Étape 12.2.4.3
Élevez à la puissance .
Étape 12.2.4.4
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 12.2.4.5
Additionnez et .
Étape 12.2.4.6
Réécrivez comme .
Étape 12.2.4.6.1
Utilisez pour réécrire comme .
Étape 12.2.4.6.2
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 12.2.4.6.3
Associez et .
Étape 12.2.4.6.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 12.2.4.6.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.4.6.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.4.6.5
Évaluez l’exposant.
Étape 12.2.5
Annulez le facteur commun à et .
Étape 12.2.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.5.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 12.2.5.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 12.2.5.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 12.2.5.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 12.2.5.2.4
Divisez par .
Étape 12.2.6
La réponse finale est .
Étape 13
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
Étape 14