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Calcul infinitésimal Exemples
Étape 1
Étape 1.1
Différenciez.
Étape 1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.1.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2
Évaluez .
Étape 1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.2
Réécrivez comme .
Étape 1.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 1.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 1.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 1.2.4
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.5
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.7
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 1.2.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 1.2.10
Multipliez par .
Étape 1.2.11
Multipliez par .
Étape 1.2.12
Additionnez et .
Étape 1.2.13
Multipliez par .
Étape 1.3
Simplifiez
Étape 1.3.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 1.3.2
Associez des termes.
Étape 1.3.2.1
Associez et .
Étape 1.3.2.2
Additionnez et .
Étape 1.3.3
Réorganisez les facteurs de .
Étape 1.3.4
Multipliez par .
Étape 1.3.5
Simplifiez le numérateur.
Étape 1.3.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.5.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.5.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.5.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 1.3.5.2
Multipliez par .
Étape 2
Étape 2.1
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
Différenciez.
Étape 2.3.1
Multipliez les exposants dans .
Étape 2.3.1.1
Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, .
Étape 2.3.1.2
Multipliez par .
Étape 2.3.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.3.5
Multipliez par .
Étape 2.3.6
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.3.7
Simplifiez l’expression.
Étape 2.3.7.1
Additionnez et .
Étape 2.3.7.2
Déplacez à gauche de .
Étape 2.4
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 2.4.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 2.4.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.4.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 2.5
Différenciez.
Étape 2.5.1
Multipliez par .
Étape 2.5.2
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.5.3
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.5.4
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.5.5
Multipliez par .
Étape 2.5.6
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.5.7
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 2.5.8
Multipliez par .
Étape 2.5.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 2.5.10
Associez les fractions.
Étape 2.5.10.1
Additionnez et .
Étape 2.5.10.2
Associez et .
Étape 2.6
Simplifiez
Étape 2.6.1
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.6.2
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.6.3
Simplifiez le numérateur.
Étape 2.6.3.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.6.3.1.1
Réécrivez comme .
Étape 2.6.3.1.2
Développez en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.
Étape 2.6.3.1.3
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.6.3.1.3.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.6.3.1.3.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.3.1.3.2.1
Déplacez .
Étape 2.6.3.1.3.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.6.3.1.3.2.3
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.3.3
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.4
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.6.3.1.3.5
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.3.1.3.5.1
Déplacez .
Étape 2.6.3.1.3.5.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.5.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.6.3.1.3.5.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.6.3.1.3.5.3
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.3.6
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.7
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.8
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.6.3.1.3.9
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.3.1.3.9.1
Déplacez .
Étape 2.6.3.1.3.9.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.9.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.6.3.1.3.9.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.6.3.1.3.9.3
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.3.10
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.11
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.6.3.1.3.12
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.3.1.3.12.1
Déplacez .
Étape 2.6.3.1.3.12.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.13
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.14
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.15
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.16
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.3.17
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.4
Soustrayez de .
Étape 2.6.3.1.5
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.6
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.7
Soustrayez de .
Étape 2.6.3.1.8
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.6.3.1.9
Simplifiez
Étape 2.6.3.1.9.1
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.9.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.9.3
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.9.4
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.9.5
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.10
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.6.3.1.11
Simplifiez
Étape 2.6.3.1.11.1
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.11.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.11.3
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.11.4
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.11.5
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.12
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.6.3.1.12.1
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.12.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.13
Développez en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.
Étape 2.6.3.1.14
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.6.3.1.14.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.6.3.1.14.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.3.1.14.2.1
Déplacez .
Étape 2.6.3.1.14.2.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.14.2.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.6.3.1.14.2.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.6.3.1.14.2.3
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.14.3
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.14.4
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.14.5
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.6.3.1.14.6
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.3.1.14.6.1
Déplacez .
Étape 2.6.3.1.14.6.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.14.7
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.14.8
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.14.9
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.14.10
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.15
Soustrayez de .
Étape 2.6.3.1.16
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.17
Développez en multipliant chaque terme dans la première expression par chaque terme dans la deuxième expression.
Étape 2.6.3.1.18
Simplifiez chaque terme.
Étape 2.6.3.1.18.1
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.6.3.1.18.2
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.3.1.18.2.1
Déplacez .
Étape 2.6.3.1.18.2.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.2.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.6.3.1.18.2.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.6.3.1.18.2.3
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.18.3
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.4
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.6.3.1.18.5
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.3.1.18.5.1
Déplacez .
Étape 2.6.3.1.18.5.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.5.2.1
Élevez à la puissance .
Étape 2.6.3.1.18.5.2.2
Utilisez la règle de puissance pour associer des exposants.
Étape 2.6.3.1.18.5.3
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.18.6
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.7
Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.
Étape 2.6.3.1.18.8
Multipliez par en additionnant les exposants.
Étape 2.6.3.1.18.8.1
Déplacez .
Étape 2.6.3.1.18.8.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.9
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.10
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.11
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.12
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.13
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.18.14
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.19
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.20
Soustrayez de .
Étape 2.6.3.1.21
Additionnez et .
Étape 2.6.3.1.22
Appliquez la propriété distributive.
Étape 2.6.3.1.23
Simplifiez
Étape 2.6.3.1.23.1
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.23.2
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.23.3
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.23.4
Multipliez par .
Étape 2.6.3.1.23.5
Multipliez par .
Étape 2.6.3.2
Soustrayez de .
Étape 2.6.3.3
Additionnez et .
Étape 2.6.3.4
Soustrayez de .
Étape 2.6.3.5
Additionnez et .
Étape 2.6.3.6
Soustrayez de .
Étape 2.6.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.4.2
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.4.3
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.4.4
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.4.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.4.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.4.7
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.4.8
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.4.9
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.5
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.6
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.7
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.8
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.9
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.10
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.11
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.12
Réécrivez comme .
Étape 2.6.13
Factorisez à partir de .
Étape 2.6.14
Réécrivez comme .
Étape 2.6.15
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 3
Pour déterminer les valeurs maximales et minimales locales de la fonction, définissez la dérivée égale à et résolvez.
Étape 4
Étape 4.1
Déterminez la dérivée première.
Étape 4.1.1
Différenciez.
Étape 4.1.1.1
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.1.2
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2
Évaluez .
Étape 4.1.2.1
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.2
Réécrivez comme .
Étape 4.1.2.3
Différenciez en utilisant la règle d’enchaînement, qui indique que est où et .
Étape 4.1.2.3.1
Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez comme .
Étape 4.1.2.3.2
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.3.3
Remplacez toutes les occurrences de par .
Étape 4.1.2.4
Selon la règle de la somme, la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.5
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.6
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.7
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.8
Différenciez en utilisant la règle de puissance qui indique que est où .
Étape 4.1.2.9
Comme est constant par rapport à , la dérivée de par rapport à est .
Étape 4.1.2.10
Multipliez par .
Étape 4.1.2.11
Multipliez par .
Étape 4.1.2.12
Additionnez et .
Étape 4.1.2.13
Multipliez par .
Étape 4.1.3
Simplifiez
Étape 4.1.3.1
Réécrivez l’expression en utilisant la règle de l’exposant négatif .
Étape 4.1.3.2
Associez des termes.
Étape 4.1.3.2.1
Associez et .
Étape 4.1.3.2.2
Additionnez et .
Étape 4.1.3.3
Réorganisez les facteurs de .
Étape 4.1.3.4
Multipliez par .
Étape 4.1.3.5
Simplifiez le numérateur.
Étape 4.1.3.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.5.1.1
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.5.1.2
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.5.1.3
Factorisez à partir de .
Étape 4.1.3.5.2
Multipliez par .
Étape 4.2
La dérivée première de par rapport à est .
Étape 5
Étape 5.1
Définissez la dérivée première égale à .
Étape 5.2
Définissez le numérateur égal à zéro.
Étape 5.3
Résolvez l’équation pour .
Étape 5.3.1
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 5.3.1.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.3.1.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.3.1.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.3.1.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.3.1.2.1.2
Divisez par .
Étape 5.3.1.3
Simplifiez le côté droit.
Étape 5.3.1.3.1
Divisez par .
Étape 5.3.2
Ajoutez aux deux côtés de l’équation.
Étape 5.3.3
Divisez chaque terme dans par et simplifiez.
Étape 5.3.3.1
Divisez chaque terme dans par .
Étape 5.3.3.2
Simplifiez le côté gauche.
Étape 5.3.3.2.1
Annulez le facteur commun de .
Étape 5.3.3.2.1.1
Annulez le facteur commun.
Étape 5.3.3.2.1.2
Divisez par .
Étape 6
Étape 6.1
Le domaine de l’expression est l’ensemble des nombres réels excepté là où l’expression est indéfinie. Dans ce cas, aucun nombre réel ne rend l’expression indéfinie.
Étape 7
Points critiques à évaluer.
Étape 8
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 9
Étape 9.1
Simplifiez le numérateur.
Étape 9.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 9.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.1.4.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.1.4.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.1.4.3
Réécrivez l’expression.
Étape 9.1.5
Multipliez par .
Étape 9.1.6
Appliquez la règle de produit à .
Étape 9.1.7
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.8
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.9
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.1.9.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.1.9.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.1.9.3
Réécrivez l’expression.
Étape 9.1.10
Multipliez par .
Étape 9.1.11
Appliquez la règle de produit à .
Étape 9.1.12
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.13
Élevez à la puissance .
Étape 9.1.14
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.1.14.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.1.14.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.1.14.3
Réécrivez l’expression.
Étape 9.1.15
Multipliez par .
Étape 9.1.16
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.1.16.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.1.16.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.1.16.3
Réécrivez l’expression.
Étape 9.1.17
Multipliez par .
Étape 9.1.18
Soustrayez de .
Étape 9.1.19
Additionnez et .
Étape 9.1.20
Soustrayez de .
Étape 9.1.21
Additionnez et .
Étape 9.2
Simplifiez le dénominateur.
Étape 9.2.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 9.2.2
Élevez à la puissance .
Étape 9.2.3
Élevez à la puissance .
Étape 9.2.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.2.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 9.2.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 9.2.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 9.2.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.2.5.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.2.5.3
Réécrivez l’expression.
Étape 9.2.6
Multipliez par .
Étape 9.2.7
Soustrayez de .
Étape 9.2.8
Additionnez et .
Étape 9.2.9
Élevez à la puissance .
Étape 9.3
Réduisez l’expression en annulant les facteurs communs.
Étape 9.3.1
Multipliez par .
Étape 9.3.2
Annulez le facteur commun à et .
Étape 9.3.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.3.2.2
Annulez les facteurs communs.
Étape 9.3.2.2.1
Factorisez à partir de .
Étape 9.3.2.2.2
Annulez le facteur commun.
Étape 9.3.2.2.3
Réécrivez l’expression.
Étape 9.3.3
Placez le signe moins devant la fraction.
Étape 9.4
Multipliez .
Étape 9.4.1
Multipliez par .
Étape 9.4.2
Multipliez par .
Étape 10
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 11
Étape 11.1
Remplacez la variable par dans l’expression.
Étape 11.2
Simplifiez le résultat.
Étape 11.2.1
Simplifiez chaque terme.
Étape 11.2.1.1
Simplifiez le dénominateur.
Étape 11.2.1.1.1
Appliquez la règle de produit à .
Étape 11.2.1.1.2
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.1.3
Élevez à la puissance .
Étape 11.2.1.1.4
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.1.4.1
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.1.4.2
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.1.5
Annulez le facteur commun de .
Étape 11.2.1.1.5.1
Factorisez à partir de .
Étape 11.2.1.1.5.2
Annulez le facteur commun.
Étape 11.2.1.1.5.3
Réécrivez l’expression.
Étape 11.2.1.1.6
Multipliez par .
Étape 11.2.1.1.7
Soustrayez de .
Étape 11.2.1.1.8
Additionnez et .
Étape 11.2.1.2
Divisez par .
Étape 11.2.1.3
Multipliez par .
Étape 11.2.2
Soustrayez de .
Étape 11.2.3
La réponse finale est .
Étape 12
Ce sont les extrema locaux pour .
est un minimum local
Étape 13