Cálculo Ejemplos

$f (x) = x^{3} - 3 x + 1$

Paso 1

Obtén la primera derivada.

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Paso 1.1

Obtén la primera derivada.

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Paso 1.1.1

Diferencia.

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Paso 1.1.1.1

Según la regla de la suma, la derivada de $x^{3} - 3 x + 1$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Paso 1.1.1.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 3$ .

$3 x^{2} + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Paso 1.1.2

Evalúa $\frac{d}{d x} [- 3 x]$ .

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Paso 1.1.2.1

Como $- 3$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- 3 x$ con respecto a $x$ es $- 3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 x^{2} - 3 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$

Paso 1.1.2.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$3 x^{2} - 3 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [1]$

Paso 1.1.2.3

Multiplica $- 3$ por $1$ .

$3 x^{2} - 3 + \frac{d}{d x} [1]$

Paso 1.1.3

Diferencia con la regla de la constante.

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Paso 1.1.3.1

Como $1$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $1$ con respecto a $x$ es $0$ .

$3 x^{2} - 3 + 0$

Paso 1.1.3.2

Suma $3 x^{2} - 3$ y $0$ .

$f' (x) = 3 x^{2} - 3$

Paso 1.2

La primera derivada de $f (x)$ con respecto a $x$ es $3 x^{2} - 3$ .

$3 x^{2} - 3$

Paso 2

Establece la primera derivada igual a $0$ , luego resuelve la ecuación $3 x^{2} - 3 = 0$ .

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Paso 2.1

Establece la primera derivada igual a $0$ .

$3 x^{2} - 3 = 0$

Paso 2.2

Suma $3$ a ambos lados de la ecuación.

$3 x^{2} = 3$

Paso 2.3

Divide cada término en $3 x^{2} = 3$ por $3$ y simplifica.

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Paso 2.3.1

Divide cada término en $3 x^{2} = 3$ por $3$ .

$\frac{3 x^{2}}{3} = \frac{3}{3}$

Paso 2.3.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 2.3.2.1

Cancela el factor común de $3$ .

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Paso 2.3.2.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{3 x^{2}}{3} = \frac{3}{3}$

Paso 2.3.2.1.2

Divide $x^{2}$ por $1$ .

$x^{2} = \frac{3}{3}$

Paso 2.3.3

Simplifica el lado derecho.

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Paso 2.3.3.1

Divide $3$ por $3$ .

$x^{2} = 1$

Paso 2.4

Calcula la raíz especificada de ambos lados de la ecuación para eliminar el exponente en el lado izquierdo.

$x = \pm \sqrt{1}$

Paso 2.5

Cualquier raíz de $1$ es $1$ .

$x = \pm 1$

Paso 2.6

La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.

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Paso 2.6.1

Primero, usa el valor positivo de $\pm$ para obtener la primera solución.

$x = 1$

Paso 2.6.2

Luego, usa el valor negativo de $\pm$ para obtener la segunda solución.

$x = - 1$

Paso 2.6.3

La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.

$x = 1, - 1$

Paso 3

Los valores que hacen que la derivada sea igual a $0$ son $1, - 1$ .

$1, - 1$

Paso 4

Divide $(- \infty, \infty)$ en intervalos separados alrededor de los valores de $x$ que hacen que la derivada sea $0$ o indefinida.

$(- \infty, - 1) \cup (- 1, 1) \cup (1, \infty)$

Paso 5

Sustituye un valor del intervalo $(- \infty, - 1)$ en la derivada para determinar si la función está aumentando o disminuyendo.

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Paso 5.1

Reemplaza la variable $x$ con $- 2$ en la expresión.

$f' (- 2) = 3 {(- 2)}^{2} - 3$

Paso 5.2

Simplifica el resultado.

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Paso 5.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 5.2.1.1

Eleva $- 2$ a la potencia de $2$ .

$f' (- 2) = 3 \cdot 4 - 3$

Paso 5.2.1.2

Multiplica $3$ por $4$ .

$f' (- 2) = 12 - 3$

Paso 5.2.2

Resta $3$ de $12$ .

$f' (- 2) = 9$

Paso 5.2.3

La respuesta final es $9$ .

$9$

Paso 5.3

En $x = - 2$ la derivada es $9$ . Dado que es positivo, la función aumenta en $(- \infty, - 1)$ .

Incremento en $(- \infty, - 1)$ ya que $f' (x) > 0$

Paso 6

Sustituye un valor del intervalo $(- 1, 1)$ en la derivada para determinar si la función está aumentando o disminuyendo.

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Paso 6.1

Reemplaza la variable $x$ con $0$ en la expresión.

$f' (0) = 3 {(0)}^{2} - 3$

Paso 6.2

Simplifica el resultado.

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Paso 6.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 6.2.1.1

Elevar $0$ a cualquier potencia positiva da como resultado $0$ .

$f' (0) = 3 \cdot 0 - 3$

Paso 6.2.1.2

Multiplica $3$ por $0$ .

$f' (0) = 0 - 3$

Paso 6.2.2

Resta $3$ de $0$ .

$f' (0) = - 3$

Paso 6.2.3

La respuesta final es $- 3$ .

$- 3$

Paso 6.3

En $x = 0$ la derivada es $- 3$ . Dado que esto es negativo, la función está disminuyendo en $(- 1, 1)$ .

Decrecimiento en $(- 1, 1)$ desde $f' (x) < 0$

Paso 7

Sustituye un valor del intervalo $(1, \infty)$ en la derivada para determinar si la función está aumentando o disminuyendo.

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Paso 7.1

Reemplaza la variable $x$ con $2$ en la expresión.

$f' (2) = 3 {(2)}^{2} - 3$

Paso 7.2

Simplifica el resultado.

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Paso 7.2.1

Simplifica cada término.

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Paso 7.2.1.1

Eleva $2$ a la potencia de $2$ .

$f' (2) = 3 \cdot 4 - 3$

Paso 7.2.1.2

Multiplica $3$ por $4$ .

$f' (2) = 12 - 3$

Paso 7.2.2

Resta $3$ de $12$ .

$f' (2) = 9$

Paso 7.2.3

La respuesta final es $9$ .

$9$

Paso 7.3

En $x = 2$ la derivada es $9$ . Dado que es positivo, la función aumenta en $(1, \infty)$ .

Incremento en $(1, \infty)$ ya que $f' (x) > 0$

Paso 8

Enumera los intervalos en los que la función aumenta y disminuye.

Incremento en: $(- \infty, - 1), (1, \infty)$

Decrecimiento en: $(- 1, 1)$

Paso 9