Cálculo Ejemplos

Hallar la concavidad f(x)=(x^2)/(x^2+3)
Paso 1
Find the values where the second derivative is equal to .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1
Obtener la segunda derivada.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1
Obtén la primera derivada.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.1
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 1.1.1.2
Diferencia.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.2.1
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.1.2.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.1.1.2.3
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.1.2.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.1.2.5
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.1.2.6
Simplifica la expresión.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.2.6.1
Suma y .
Paso 1.1.1.2.6.2
Multiplica por .
Paso 1.1.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 1.1.1.4
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.1.1.5
Suma y .
Paso 1.1.1.6
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.6.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.1.6.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.1.6.3
Simplifica el numerador.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.6.3.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.6.3.1.1
Multiplica por sumando los exponentes.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.6.3.1.1.1
Mueve .
Paso 1.1.1.6.3.1.1.2
Multiplica por .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.6.3.1.1.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.1.1.6.3.1.1.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.1.1.6.3.1.1.3
Suma y .
Paso 1.1.1.6.3.1.2
Multiplica por .
Paso 1.1.1.6.3.2
Combina los términos opuestos en .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.6.3.2.1
Resta de .
Paso 1.1.1.6.3.2.2
Suma y .
Paso 1.1.2
Obtener la segunda derivada.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.2
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 1.1.2.3
Diferencia con la regla de la potencia.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.3.1
Multiplica los exponentes en .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.3.1.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 1.1.2.3.1.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.3.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.3.3
Multiplica por .
Paso 1.1.2.4
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.4.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.1.2.4.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.4.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.1.2.5
Simplifica con la obtención del factor común.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.5.1
Multiplica por .
Paso 1.1.2.5.2
Factoriza de .
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Paso 1.1.2.5.2.1
Factoriza de .
Paso 1.1.2.5.2.2
Factoriza de .
Paso 1.1.2.5.2.3
Factoriza de .
Paso 1.1.2.6
Cancela los factores comunes.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.6.1
Factoriza de .
Paso 1.1.2.6.2
Cancela el factor común.
Paso 1.1.2.6.3
Reescribe la expresión.
Paso 1.1.2.7
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.8
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.9
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.10
Simplifica la expresión.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.10.1
Suma y .
Paso 1.1.2.10.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.11
Eleva a la potencia de .
Paso 1.1.2.12
Eleva a la potencia de .
Paso 1.1.2.13
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.1.2.14
Suma y .
Paso 1.1.2.15
Resta de .
Paso 1.1.2.16
Combina y .
Paso 1.1.2.17
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.17.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.17.2
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.17.2.1
Multiplica por .
Paso 1.1.2.17.2.2
Multiplica por .
Paso 1.1.3
La segunda derivada de con respecto a es .
Paso 1.2
Establece la segunda derivada igual a luego resuelve la ecuación .
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Paso 1.2.1
Establece la segunda derivada igual a .
Paso 1.2.2
Establece el numerador igual a cero.
Paso 1.2.3
Resuelve la ecuación en .
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Paso 1.2.3.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 1.2.3.2
Divide cada término en por y simplifica.
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Paso 1.2.3.2.1
Divide cada término en por .
Paso 1.2.3.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 1.2.3.2.2.1.2
Divide por .
Paso 1.2.3.2.3
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.2.3.1
Divide por .
Paso 1.2.3.3
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Paso 1.2.3.4
Cualquier raíz de es .
Paso 1.2.3.5
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.5.1
Primero, usa el valor positivo de para obtener la primera solución.
Paso 1.2.3.5.2
Luego, usa el valor negativo de para obtener la segunda solución.
Paso 1.2.3.5.3
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
Paso 2
Obtén el dominio de .
Toca para ver más pasos...
Paso 2.1
Establece el denominador en igual que para obtener el lugar donde no está definida la expresión.
Paso 2.2
Resuelve
Toca para ver más pasos...
Paso 2.2.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 2.2.2
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Paso 2.2.3
Simplifica .
Toca para ver más pasos...
Paso 2.2.3.1
Reescribe como .
Paso 2.2.3.2
Reescribe como .
Paso 2.2.3.3
Reescribe como .
Paso 2.2.4
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
Toca para ver más pasos...
Paso 2.2.4.1
Primero, usa el valor positivo de para obtener la primera solución.
Paso 2.2.4.2
Luego, usa el valor negativo de para obtener la segunda solución.
Paso 2.2.4.3
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
Paso 2.3
El dominio son todos números reales.
Notación de intervalo:
Notación del constructor de conjuntos:
Notación de intervalo:
Notación del constructor de conjuntos:
Paso 3
Crea intervalos alrededor de los valores de donde la segunda derivada es cero o indefinida.
Paso 4
Sustituye cualquier número del intervalo en la segunda derivada y evalúa para determinar la concavidad.
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Paso 4.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 4.2
Simplifica el resultado.
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Paso 4.2.1
Simplifica el numerador.
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Paso 4.2.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 4.2.1.2
Multiplica por .
Paso 4.2.1.3
Suma y .
Paso 4.2.2
Simplifica el denominador.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.2.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 4.2.2.2
Suma y .
Paso 4.2.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 4.2.3
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 4.2.4
La respuesta final es .
Paso 4.3
La gráfica es cóncava en el intervalo porque es negativa.
Cóncavo en dado que es negativo
Cóncavo en dado que es negativo
Paso 5
Sustituye cualquier número del intervalo en la segunda derivada y evalúa para determinar la concavidad.
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Paso 5.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 5.2
Simplifica el resultado.
Toca para ver más pasos...
Paso 5.2.1
Simplifica el numerador.
Toca para ver más pasos...
Paso 5.2.1.1
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 5.2.1.2
Multiplica por .
Paso 5.2.1.3
Suma y .
Paso 5.2.2
Simplifica el denominador.
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Paso 5.2.2.1
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 5.2.2.2
Suma y .
Paso 5.2.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 5.2.3
Cancela el factor común de y .
Toca para ver más pasos...
Paso 5.2.3.1
Factoriza de .
Paso 5.2.3.2
Cancela los factores comunes.
Toca para ver más pasos...
Paso 5.2.3.2.1
Factoriza de .
Paso 5.2.3.2.2
Cancela el factor común.
Paso 5.2.3.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 5.2.4
La respuesta final es .
Paso 5.3
La gráfica es convexa en el intervalo porque es positiva.
Convexo en dado que es positivo
Convexo en dado que es positivo
Paso 6
Sustituye cualquier número del intervalo en la segunda derivada y evalúa para determinar la concavidad.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 6.2
Simplifica el resultado.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.1
Simplifica el numerador.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.1.2
Multiplica por .
Paso 6.2.1.3
Suma y .
Paso 6.2.2
Simplifica el denominador.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.2.2
Suma y .
Paso 6.2.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.3
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 6.2.4
La respuesta final es .
Paso 6.3
La gráfica es cóncava en el intervalo porque es negativa.
Cóncavo en dado que es negativo
Cóncavo en dado que es negativo
Paso 7
La gráfica es cóncava cuando la segunda derivada es negativa y convexa cuando la segunda derivada es positiva.
Cóncavo en dado que es negativo
Convexo en dado que es positivo
Cóncavo en dado que es negativo
Paso 8