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Dérivée seconde de $$$x \sin{\left(x \right)}$$$

La calculatrice trouvera la dérivée seconde de $$$x \sin{\left(x \right)}$$$, avec les étapes affichées.

Calculatrices associées: Calculatrice de dérivées, Calculatrice de dérivation logarithmique

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Votre saisie

Déterminez $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(x \sin{\left(x \right)}\right)$$$.

Solution

Trouvez la dérivée première $$$\frac{d}{dx} \left(x \sin{\left(x \right)}\right)$$$

Appliquez la règle du produit $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)} g{\left(x \right)}\right) = \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right) g{\left(x \right)} + f{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$ avec $$$f{\left(x \right)} = x$$$ et $$$g{\left(x \right)} = \sin{\left(x \right)}$$$ :

$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x \sin{\left(x \right)}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right) \sin{\left(x \right)} + x \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)\right)}$$

La dérivée du sinus est $$$\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = \cos{\left(x \right)}$$$ :

$$x {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)\right)} + \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(x\right) = x {\color{red}\left(\cos{\left(x \right)}\right)} + \sin{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(x\right)$$

Appliquez la règle de puissance $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ avec $$$n = 1$$$, en d'autres termes, $$$\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1$$$:

$$x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} = x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)} {\color{red}\left(1\right)}$$

Ainsi, $$$\frac{d}{dx} \left(x \sin{\left(x \right)}\right) = x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}$$$.

Ensuite, $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(x \sin{\left(x \right)}\right) = \frac{d}{dx} \left(x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right)$$$

La dérivée d'une somme/différence est la somme/différence des dérivées :

$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x \cos{\left(x \right)}\right) + \frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)\right)}$$

La dérivée du sinus est $$$\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right) = \cos{\left(x \right)}$$$ :

$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\sin{\left(x \right)}\right)\right)} + \frac{d}{dx} \left(x \cos{\left(x \right)}\right) = {\color{red}\left(\cos{\left(x \right)}\right)} + \frac{d}{dx} \left(x \cos{\left(x \right)}\right)$$

Appliquez la règle du produit $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)} g{\left(x \right)}\right) = \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right) g{\left(x \right)} + f{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$ avec $$$f{\left(x \right)} = x$$$ et $$$g{\left(x \right)} = \cos{\left(x \right)}$$$ :

$$\cos{\left(x \right)} + {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x \cos{\left(x \right)}\right)\right)} = \cos{\left(x \right)} + {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right) \cos{\left(x \right)} + x \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)}$$

Appliquez la règle de puissance $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ avec $$$n = 1$$$, en d'autres termes, $$$\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1$$$:

$$x \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right) + \cos{\left(x \right)} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} + \cos{\left(x \right)} = x \frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right) + \cos{\left(x \right)} {\color{red}\left(1\right)} + \cos{\left(x \right)}$$

La dérivée du cosinus est $$$\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right) = - \sin{\left(x \right)}$$$ :

$$x {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\cos{\left(x \right)}\right)\right)} + 2 \cos{\left(x \right)} = x {\color{red}\left(- \sin{\left(x \right)}\right)} + 2 \cos{\left(x \right)}$$

Ainsi, $$$\frac{d}{dx} \left(x \cos{\left(x \right)} + \sin{\left(x \right)}\right) = - x \sin{\left(x \right)} + 2 \cos{\left(x \right)}$$$.

Donc, $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(x \sin{\left(x \right)}\right) = - x \sin{\left(x \right)} + 2 \cos{\left(x \right)}$$$.

Réponse

$$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(x \sin{\left(x \right)}\right) = - x \sin{\left(x \right)} + 2 \cos{\left(x \right)}$$$A


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