Calcul infinitésimal Exemples

$\int_{6 x}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$

Étape 1

Séparez l’intégrale en deux intégrales où $c$ est une valeur comprise entre $6 x$ et $7 x$ .

$\frac{d}{d x} [\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u + \int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Étape 2

Selon la règle de la somme, la dérivée de $\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u + \int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u] + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$ .

$\frac{d}{d x} [\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u] + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Étape 3

Permutez les bornes de l’intégration.

$\frac{d}{d x} [- \int_{c}^{6 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u] + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Étape 4

Prenez la dérivée de $- \int_{c}^{6 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$ par rapport à $x$ en utilisant le théorème fondamental de l’analyse et la règle d’enchaînement.

$\frac{d}{d x} [6 x] (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Étape 5

Différenciez.

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Étape 5.1

Comme $6$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $6 x$ par rapport à $x$ est $6 \frac{d}{d x} [x]$ .

$6 \frac{d}{d x} [x] (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Étape 5.2

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

$6 \cdot 1 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Étape 5.3

Multipliez $6$ par $1$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Étape 6

Prenez la dérivée de $\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$ par rapport à $x$ en utilisant le théorème fondamental de l’analyse et la règle d’enchaînement.

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [7 x] \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7

Différenciez.

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Étape 7.1

Comme $7$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $7 x$ par rapport à $x$ est $7 \frac{d}{d x} [x]$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{d}{d x} [x] \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.2

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

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \cdot 1 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3

Simplifiez les termes.

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Étape 7.3.1

Multipliez $7$ par $1$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.2

Factorisez $6$ à partir de $6 x$ .

$6 (- \frac{{(6 (x))}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.3

Simplifiez l’expression.

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Étape 7.3.3.1

Appliquez la règle de produit à $6 (x)$ .

$6 (- \frac{6^{2} x^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.3.2

Élevez $6$ à la puissance $2$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.4

Factorisez $6$ à partir de $6 x$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{{(6 (x))}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.5

Simplifiez l’expression.

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Étape 7.3.5.1

Appliquez la règle de produit à $6 (x)$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{6^{2} x^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.5.2

Élevez $6$ à la puissance $2$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{36 x^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.5.3

Multipliez $- 1$ par $6$ .

$- 6 \frac{36 x^{2} - 5}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.6

Associez $- 6$ et $\frac{36 x^{2} - 5}{36 x^{2} + 5}$ .

$\frac{- 6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.7

Placez le signe moins devant la fraction.

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.8

Factorisez $7$ à partir de $7 x$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 (x))}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.9

Simplifiez l’expression.

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Étape 7.3.9.1

Appliquez la règle de produit à $7 (x)$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{7^{2} x^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.9.2

Élevez $7$ à la puissance $2$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Étape 7.3.10

Factorisez $7$ à partir de $7 x$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{{(7 (x))}^{2} + 5}$

Étape 7.3.11

Simplifiez l’expression.

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Étape 7.3.11.1

Appliquez la règle de produit à $7 (x)$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{7^{2} x^{2} + 5}$

Étape 7.3.11.2

Élevez $7$ à la puissance $2$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{49 x^{2} + 5}$

Étape 7.3.12

Associez $7$ et $\frac{49 x^{2} - 5}{49 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$

Étape 8

Pour écrire $- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5}$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} \cdot \frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$

Étape 9

Pour écrire $\frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$ comme une fraction avec un dénominateur commun, multipliez par $\frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} \cdot \frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5} \cdot \frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$

Étape 10

Écrivez chaque expression avec un dénominateur commun $(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)$ , en multipliant chacun par un facteur approprié de $1$ .

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Étape 10.1

Multipliez $\frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5}$ par $\frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5} \cdot \frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$

Étape 10.2

Multipliez $\frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$ par $\frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)} + \frac{7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(49 x^{2} + 5) (36 x^{2} + 5)}$

Étape 10.3

Réorganisez les facteurs de $(49 x^{2} + 5) (36 x^{2} + 5)$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)} + \frac{7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 11

Associez les numérateurs sur le dénominateur commun.

$\frac{- 6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5) + 7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12

Simplifiez

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Étape 12.1

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{(- 6 (36 x^{2}) - 6 \cdot - 5) (49 x^{2} + 5) + 7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.2

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{(- 6 (36 x^{2}) - 6 \cdot - 5) (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3

Simplifiez le numérateur.

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Étape 12.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 12.3.1.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 12.3.1.1.1

Multipliez $36$ par $- 6$ .

$\frac{(- 216 x^{2} - 6 \cdot - 5) (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.1.2

Multipliez $- 6$ par $- 5$ .

$\frac{(- 216 x^{2} + 30) (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.2

Développez $(- 216 x^{2} + 30) (49 x^{2} + 5)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 12.3.1.2.1

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{- 216 x^{2} (49 x^{2} + 5) + 30 (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.2.2

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{- 216 x^{2} (49 x^{2}) - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.2.3

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{- 216 x^{2} (49 x^{2}) - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.3

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 12.3.1.3.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 12.3.1.3.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{- 216 \cdot 49 x^{2} x^{2} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.3.1.2

Multipliez $x^{2}$ par $x^{2}$ en additionnant les exposants.

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Étape 12.3.1.3.1.2.1

Déplacez $x^{2}$ .

$\frac{- 216 \cdot 49 (x^{2} x^{2}) - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.3.1.2.2

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

$\frac{- 216 \cdot 49 x^{2 + 2} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.3.1.2.3

Additionnez $2$ et $2$ .

$\frac{- 216 \cdot 49 x^{4} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.3.1.3

Multipliez $- 216$ par $49$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.3.1.4

Multipliez $5$ par $- 216$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 1080 x^{2} + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.3.1.5

Multipliez $49$ par $30$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 1080 x^{2} + 1470 x^{2} + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.3.1.6

Multipliez $30$ par $5$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 1080 x^{2} + 1470 x^{2} + 150 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.3.2

Additionnez $- 1080 x^{2}$ et $1470 x^{2}$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.4

Simplifiez chaque terme.

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Étape 12.3.1.4.1

Multipliez $49$ par $7$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + (343 x^{2} + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.4.2

Multipliez $7$ par $- 5$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + (343 x^{2} - 35) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.5

Développez $(343 x^{2} - 35) (36 x^{2} + 5)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 12.3.1.5.1

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 x^{2} (36 x^{2} + 5) - 35 (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.5.2

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 x^{2} (36 x^{2}) + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.5.3

Appliquez la propriété distributive.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 x^{2} (36 x^{2}) + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.6

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 12.3.1.6.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 12.3.1.6.1.1

Réécrivez en utilisant la commutativité de la multiplication.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 x^{2} x^{2} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.6.1.2

Multipliez $x^{2}$ par $x^{2}$ en additionnant les exposants.

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Étape 12.3.1.6.1.2.1

Déplacez $x^{2}$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 (x^{2} x^{2}) + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.6.1.2.2

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

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 x^{2 + 2} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.6.1.2.3

Additionnez $2$ et $2$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 x^{4} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.6.1.3

Multipliez $343$ par $36$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.6.1.4

Multipliez $5$ par $343$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 1715 x^{2} - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.6.1.5

Multipliez $36$ par $- 35$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 1715 x^{2} - 1260 x^{2} - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.6.1.6

Multipliez $- 35$ par $5$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 1715 x^{2} - 1260 x^{2} - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.1.6.2

Soustrayez $1260 x^{2}$ de $1715 x^{2}$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 455 x^{2} - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.2

Additionnez $- 10584 x^{4}$ et $12348 x^{4}$ .

$\frac{1764 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 455 x^{2} - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.3

Additionnez $390 x^{2}$ et $455 x^{2}$ .

$\frac{1764 x^{4} + 845 x^{2} + 150 - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Étape 12.3.4

Soustrayez $175$ de $150$ .

$\frac{1764 x^{4} + 845 x^{2} - 25}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$