Calcul infinitésimal Exemples

$\frac{x^{2} + 1}{x^{2} - 1}$

Étape 1

Déterminez la dérivée première.

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Étape 1.1

Différenciez en utilisant la règle du quotient qui indique que $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ est $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ où $f (x) = x^{2} + 1$ et $g (x) = x^{2} - 1$ .

$f' (x) = \frac{(x^{2} - 1) \frac{d}{d x} (x^{2} + 1) - (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2

Différenciez.

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Étape 1.2.1

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x^{2} + 1$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$f' (x) = \frac{(x^{2} - 1) (\frac{d}{d x} (x^{2}) + \frac{d}{d x} (1)) - (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2.2

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

$f' (x) = \frac{(x^{2} - 1) (2 x + \frac{d}{d x} (1)) - (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2.3

Comme $1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $1$ par rapport à $x$ est $0$ .

$f' (x) = \frac{(x^{2} - 1) (2 x + 0) - (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2.4

Simplifiez l’expression.

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Étape 1.2.4.1

Additionnez $2 x$ et $0$ .

$f' (x) = \frac{(x^{2} - 1) (2 x) - (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2.4.2

Déplacez $2$ à gauche de $x^{2} - 1$ .

$f' (x) = \frac{2 \cdot ((x^{2} - 1) x) - (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} (x^{2} - 1)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2.5

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x^{2} - 1$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 1]$ .

$f' (x) = \frac{2 (x^{2} - 1) x - (x^{2} + 1) (\frac{d}{d x} (x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 1))}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2.6

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

$f' (x) = \frac{2 (x^{2} - 1) x - (x^{2} + 1) (2 x + \frac{d}{d x} (- 1))}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2.7

Comme $- 1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 1$ par rapport à $x$ est $0$ .

$f' (x) = \frac{2 (x^{2} - 1) x - (x^{2} + 1) (2 x + 0)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2.8

Simplifiez l’expression.

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Étape 1.2.8.1

Additionnez $2 x$ et $0$ .

$f' (x) = \frac{2 (x^{2} - 1) x - (x^{2} + 1) (2 x)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.2.8.2

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$f' (x) = \frac{2 (x^{2} - 1) x - 2 (x^{2} + 1) x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3

Simplifiez

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Étape 1.3.1

Appliquez la propriété distributive.

$f' (x) = \frac{(2 x^{2} + 2 \cdot - 1) x - 2 (x^{2} + 1) x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.2

Appliquez la propriété distributive.

$f' (x) = \frac{2 x^{2} x + 2 \cdot (- 1 x) - 2 (x^{2} + 1) x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.3

Appliquez la propriété distributive.

$f' (x) = \frac{2 x^{2} x + 2 \cdot (- 1 x) + (- 2 x^{2} - 2 \cdot 1) x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.4

Appliquez la propriété distributive.

$f' (x) = \frac{2 x^{2} x + 2 \cdot (- 1 x) - 2 x^{2} x - 2 \cdot (1 x)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.5

Simplifiez le numérateur.

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Étape 1.3.5.1

Associez les termes opposés dans $2 x^{2} x + 2 \cdot - 1 x - 2 x^{2} x - 2 \cdot 1 x$ .

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Étape 1.3.5.1.1

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

$f' (x) = \frac{2 \cdot (- 1 x) + 0 - 2 \cdot (1 x)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.5.1.2

Additionnez $2 \cdot - 1 x$ et $0$ .

$f' (x) = \frac{2 \cdot (- 1 x) - 2 \cdot (1 x)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.5.2

Simplifiez chaque terme.

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Étape 1.3.5.2.1

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$f' (x) = \frac{- 2 x - 2 \cdot (1 x)}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.5.2.2

Multipliez $- 2$ par $1$ .

$f' (x) = \frac{- 2 x - 2 x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.5.3

Soustrayez $2 x$ de $- 2 x$ .

$f' (x) = \frac{- 4 x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.6

Placez le signe moins devant la fraction.

$f' (x) = - \frac{4 x}{{(x^{2} - 1)}^{2}}$

Étape 1.3.7

Simplifiez le dénominateur.

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Étape 1.3.7.1

Réécrivez $1$ comme $1^{2}$ .

$f' (x) = - \frac{4 x}{{(x^{2} - 1^{2})}^{2}}$

Étape 1.3.7.2

Les deux termes étant des carrés parfaits, factorisez à l’aide de la formule de la différence des carrés, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ où $a = x$ et $b = 1$ .

$f' (x) = - \frac{4 x}{{((x + 1) (x - 1))}^{2}}$

Étape 1.3.7.3

Appliquez la règle de produit à $(x + 1) (x - 1)$ .

$f' (x) = - \frac{4 x}{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2}}$

Étape 2

Déterminez la dérivée seconde.

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Étape 2.1

Comme $- 4$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- \frac{4 x}{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2}}$ par rapport à $x$ est $- 4 \frac{d}{d x} [\frac{x}{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2}}]$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{d}{d x} \frac{x}{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2}}$

Étape 2.2

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} (x) - x \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.3

Différenciez en utilisant la règle de puissance.

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Étape 2.3.1

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

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} \cdot 1 - x \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.3.2

Multipliez ${(x + 1)}^{2}$ par $1$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.4

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 $f (x) = {(x + 1)}^{2}$ et $g (x) = {(x - 1)}^{2}$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x ({(x + 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x - 1)}^{2}) + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.5

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

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Étape 2.5.1

Pour appliquer la règle de la chaîne, définissez $u_{1}$ comme $x - 1$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x ({(x + 1)}^{2} (\frac{d}{d u (1)} ({u_{1}}^{2}) \frac{d}{d x} (x - 1)) + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.5.2

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

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x ({(x + 1)}^{2} (2 u_{1} \frac{d}{d x} (x - 1)) + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.5.3

Remplacez toutes les occurrences de $u_{1}$ par $x - 1$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x ({(x + 1)}^{2} (2 (x - 1) \frac{d}{d x} (x - 1)) + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.6

Différenciez.

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Étape 2.6.1

Déplacez $2$ à gauche de ${(x + 1)}^{2}$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 \cdot ({(x + 1)}^{2} (x - 1)) \frac{d}{d x} (x - 1) + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.6.2

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x - 1$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 1]$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) (\frac{d}{d x} (x) + \frac{d}{d x} (- 1)) + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.6.3

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

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) (1 + \frac{d}{d x} (- 1)) + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.6.4

Comme $- 1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $- 1$ par rapport à $x$ est $0$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) (1 + 0) + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.6.5

Simplifiez l’expression.

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Étape 2.6.5.1

Additionnez $1$ et $0$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) \cdot 1 + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.6.5.2

Multipliez $2$ par $1$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + {(x - 1)}^{2} \frac{d}{d x} ({(x + 1)}^{2}))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.7

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

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Étape 2.7.1

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

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + {(x - 1)}^{2} (\frac{d}{d u (2)} ({u_{2}}^{2}) \frac{d}{d x} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.7.2

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 $n = 2$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + {(x - 1)}^{2} (2 u_{2} \frac{d}{d x} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.7.3

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

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + {(x - 1)}^{2} (2 (x + 1) \frac{d}{d x} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.8

Différenciez.

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Étape 2.8.1

Déplacez $2$ à gauche de ${(x - 1)}^{2}$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 \cdot ({(x - 1)}^{2} (x + 1)) \frac{d}{d x} (x + 1))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.8.2

Selon la règle de la somme, la dérivée de $x + 1$ par rapport à $x$ est $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 {(x - 1)}^{2} (x + 1) (\frac{d}{d x} (x) + \frac{d}{d x} (1)))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.8.3

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

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 {(x - 1)}^{2} (x + 1) (1 + \frac{d}{d x} (1)))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.8.4

Comme $1$ est constant par rapport à $x$ , la dérivée de $1$ par rapport à $x$ est $0$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 {(x - 1)}^{2} (x + 1) (1 + 0))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.8.5

Associez les fractions.

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Étape 2.8.5.1

Additionnez $1$ et $0$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 {(x - 1)}^{2} (x + 1) \cdot 1)}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.8.5.2

Multipliez $2$ par $1$ .

$f'' (x) = - 4 \frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 {(x - 1)}^{2} (x + 1))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.8.5.3

Associez $- 4$ et $\frac{{(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 {(x - 1)}^{2} (x + 1))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$ .

$f'' (x) = \frac{- 4 ({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 {(x - 1)}^{2} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.8.5.4

Placez le signe moins devant la fraction.

$f'' (x) = - \frac{(4) ({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 {(x - 1)}^{2} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9

Simplifiez

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Étape 2.9.1

Appliquez la règle de produit à ${(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{4 ({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1) + 2 {(x - 1)}^{2} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.2

Appliquez la propriété distributive.

$f'' (x) = - \frac{4 ({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} - x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1)) - x (2 {(x - 1)}^{2} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.3

Appliquez la propriété distributive.

$f'' (x) = - \frac{4 ({(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2}) + 4 (- x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1))) + 4 (- x (2 {(x - 1)}^{2} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4

Simplifiez le numérateur.

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Étape 2.9.4.1

Factorisez $4 (x + 1) (x - 1)$ à partir de $4 {(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2} + 4 (- x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1))) + 4 (- x (2 {(x - 1)}^{2} (x + 1)))$ .

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Étape 2.9.4.1.1

Factorisez $4 (x + 1) (x - 1)$ à partir de $4 {(x + 1)}^{2} {(x - 1)}^{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) ((x + 1) (x - 1)) + 4 (- x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1))) + 4 (- x (2 {(x - 1)}^{2} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.1.2

Factorisez $4 (x + 1) (x - 1)$ à partir de $4 (- x (2 {(x + 1)}^{2} (x - 1)))$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) ((x + 1) (x - 1)) + 4 (x + 1) (x - 1) (- x (2 (x + 1))) + 4 (- x (2 {(x - 1)}^{2} (x + 1)))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.1.3

Factorisez $4 (x + 1) (x - 1)$ à partir de $4 (- x (2 {(x - 1)}^{2} (x + 1)))$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) ((x + 1) (x - 1)) + 4 (x + 1) (x - 1) (- x (2 (x + 1))) + 4 (x + 1) (x - 1) (- x (2 (x - 1)))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.1.4

Factorisez $4 (x + 1) (x - 1)$ à partir de $4 (x + 1) (x - 1) ((x + 1) (x - 1)) + 4 (x + 1) (x - 1) (- x (2 (x + 1)))$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) ((x + 1) (x - 1) - x (2 (x + 1))) + 4 (x + 1) (x - 1) (- x (2 (x - 1)))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.1.5

Factorisez $4 (x + 1) (x - 1)$ à partir de $4 (x + 1) (x - 1) ((x + 1) (x - 1) - x (2 (x + 1))) + 4 (x + 1) (x - 1) (- x (2 (x - 1)))$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) ((x + 1) (x - 1) - x (2 (x + 1)) - x (2 (x - 1)))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.2

Associez les exposants.

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Étape 2.9.4.2.1

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) ((x + 1) (x - 1) - 2 x (x + 1) - x (2 (x - 1)))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.2.2

Multipliez $2$ par $- 1$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) ((x + 1) (x - 1) - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3

Simplifiez chaque terme.

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Étape 2.9.4.3.1

Développez $(x + 1) (x - 1)$ à l’aide de la méthode FOIL.

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Étape 2.9.4.3.1.1

Appliquez la propriété distributive.

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x (x - 1) + 1 (x - 1) - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.1.2

Appliquez la propriété distributive.

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x \cdot x + x \cdot - 1 + 1 (x - 1) - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.1.3

Appliquez la propriété distributive.

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x \cdot x + x \cdot - 1 + 1 x + 1 \cdot - 1 - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.2

Simplifiez et associez les termes similaires.

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Étape 2.9.4.3.2.1

Simplifiez chaque terme.

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Étape 2.9.4.3.2.1.1

Multipliez $x$ par $x$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} + x \cdot - 1 + 1 x + 1 \cdot - 1 - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.2.1.2

Déplacez $- 1$ à gauche de $x$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 \cdot x + 1 x + 1 \cdot - 1 - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.2.1.3

Réécrivez $- 1 x$ comme $- x$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - x + 1 x + 1 \cdot - 1 - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.2.1.4

Multipliez $x$ par $1$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - x + x + 1 \cdot - 1 - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.2.1.5

Multipliez $- 1$ par $1$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - x + x - 1 - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.2.2

Additionnez $- x$ et $x$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} + 0 - 1 - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.2.3

Additionnez $x^{2}$ et $0$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x (x + 1) - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.3

Appliquez la propriété distributive.

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x \cdot x - 2 x \cdot 1 - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.4

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

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Étape 2.9.4.3.4.1

Déplacez $x$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 (x \cdot x) - 2 x \cdot 1 - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.4.2

Multipliez $x$ par $x$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x \cdot 1 - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.5

Multipliez $- 2$ par $1$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x - 2 x (x - 1))}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.6

Appliquez la propriété distributive.

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x - 2 x \cdot x - 2 x \cdot - 1)}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.7

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

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Étape 2.9.4.3.7.1

Déplacez $x$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x - 2 (x \cdot x) - 2 x \cdot - 1)}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.7.2

Multipliez $x$ par $x$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x - 2 x^{2} - 2 x \cdot - 1)}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.3.8

Multipliez $- 1$ par $- 2$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x - 2 x^{2} + 2 x)}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.4

Associez les termes opposés dans $x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x - 2 x^{2} + 2 x$ .

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Étape 2.9.4.4.1

Additionnez $- 2 x$ et $2 x$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x^{2} + 0)}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.4.2

Additionnez $x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x^{2}$ et $0$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (x^{2} - 1 - 2 x^{2} - 2 x^{2})}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.5

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

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (- x^{2} - 1 - 2 x^{2})}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.4.6

Soustrayez $2 x^{2}$ de $- x^{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (- 3 x^{2} - 1)}{{({(x + 1)}^{2})}^{2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.5

Associez des termes.

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Étape 2.9.5.1

Multipliez les exposants dans ${({(x + 1)}^{2})}^{2}$ .

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Étape 2.9.5.1.1

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (- 3 x^{2} - 1)}{{(x + 1)}^{2 \cdot 2} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.5.1.2

Multipliez $2$ par $2$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (- 3 x^{2} - 1)}{{(x + 1)}^{4} {({(x - 1)}^{2})}^{2}}$

Étape 2.9.5.2

Multipliez les exposants dans ${({(x - 1)}^{2})}^{2}$ .

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Étape 2.9.5.2.1

Appliquez la règle de puissance et multipliez les exposants, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (- 3 x^{2} - 1)}{{(x + 1)}^{4} {(x - 1)}^{2 \cdot 2}}$

Étape 2.9.5.2.2

Multipliez $2$ par $2$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (x + 1) (x - 1) (- 3 x^{2} - 1)}{{(x + 1)}^{4} {(x - 1)}^{4}}$

Étape 2.9.5.3

Annulez le facteur commun à $x + 1$ et ${(x + 1)}^{4}$ .

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Étape 2.9.5.3.1

Factorisez $x + 1$ à partir de $4 (x + 1) (x - 1) (- 3 x^{2} - 1)$ .

$f'' (x) = - \frac{(x + 1) ((4 (x - 1)) (- 3 x^{2} - 1))}{{(x + 1)}^{4} {(x - 1)}^{4}}$

Étape 2.9.5.3.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 2.9.5.3.2.1

Factorisez $x + 1$ à partir de ${(x + 1)}^{4} {(x - 1)}^{4}$ .

$f'' (x) = - \frac{(x + 1) ((4 (x - 1)) (- 3 x^{2} - 1))}{(x + 1) ({(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{4})}$

Étape 2.9.5.3.2.2

Annulez le facteur commun.

$f'' (x) = - \frac{(x + 1) ((4 (x - 1)) (- 3 x^{2} - 1))}{(x + 1) ({(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{4})}$

Étape 2.9.5.3.2.3

Réécrivez l’expression.

$f'' (x) = - \frac{(4 (x - 1)) (- 3 x^{2} - 1)}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{4}}$

Étape 2.9.5.4

Annulez le facteur commun à $x - 1$ et ${(x - 1)}^{4}$ .

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Étape 2.9.5.4.1

Factorisez $x - 1$ à partir de $4 (x - 1) (- 3 x^{2} - 1)$ .

$f'' (x) = - \frac{(x - 1) (4 (- 3 x^{2} - 1))}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{4}}$

Étape 2.9.5.4.2

Annulez les facteurs communs.

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Étape 2.9.5.4.2.1

Factorisez $x - 1$ à partir de ${(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{4}$ .

$f'' (x) = - \frac{(x - 1) (4 (- 3 x^{2} - 1))}{(x - 1) ({(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3})}$

Étape 2.9.5.4.2.2

Annulez le facteur commun.

$f'' (x) = - \frac{(x - 1) (4 (- 3 x^{2} - 1))}{(x - 1) ({(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3})}$

Étape 2.9.5.4.2.3

Réécrivez l’expression.

$f'' (x) = - \frac{4 (- 3 x^{2} - 1)}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3}}$

Étape 2.9.6

Factorisez $- 1$ à partir de $- 3 x^{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (- (3 x^{2}) - 1)}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3}}$

Étape 2.9.7

Réécrivez $- 1$ comme $- 1 (1)$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (- (3 x^{2}) - 1 \cdot 1)}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3}}$

Étape 2.9.8

Factorisez $- 1$ à partir de $- (3 x^{2}) - 1 (1)$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (- (3 x^{2} + 1))}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3}}$

Étape 2.9.9

Réécrivez $- (3 x^{2} + 1)$ comme $- 1 (3 x^{2} + 1)$ .

$f'' (x) = - \frac{4 (- 1 (3 x^{2} + 1))}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3}}$

Étape 2.9.10

Placez le signe moins devant la fraction.

$f'' (x) = \frac{4 (3 x^{2} + 1)}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3}}$

Étape 2.9.11

Multipliez $- 1$ par $- 1$ .

$f'' (x) = 1 (\frac{4 (3 x^{2} + 1)}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3}})$

Étape 2.9.12

Multipliez $\frac{4 (3 x^{2} + 1)}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3}}$ par $1$ .

$f'' (x) = \frac{4 (3 x^{2} + 1)}{{(x + 1)}^{3} {(x - 1)}^{3}}$