Cálculo Ejemplos

$f (x) = a x^{2} + b x + c$

Paso 1

Obtén la primera derivada de la función.

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Paso 1.1

Según la regla de la suma, la derivada de $a x^{2} + b x + c$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [a x^{2}] + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$ .

$\frac{d}{d x} [a x^{2}] + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 1.2

Evalúa $\frac{d}{d x} [a x^{2}]$ .

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Paso 1.2.1

Como $a$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $a x^{2}$ con respecto a $x$ es $a \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$a \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 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 $n = 2$ .

$a (2 x) + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 1.2.3

Mueve $2$ a la izquierda de $a$ .

$2 a x + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 1.3

Evalúa $\frac{d}{d x} [b x]$ .

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Paso 1.3.1

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

$2 a x + b \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 1.3.2

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

$2 a x + b \cdot 1 + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 1.3.3

Multiplica $b$ por $1$ .

$2 a x + b + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 1.4

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

$2 a x + b + 0$

Paso 1.5

Simplifica.

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Paso 1.5.1

Suma $2 a x + b$ y $0$ .

$2 a x + b$

Paso 1.5.2

Reordena los términos.

$b + 2 a x$

Paso 2

Obtén la segunda derivada de la función.

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Paso 2.1

Diferencia.

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Paso 2.1.1

Según la regla de la suma, la derivada de $b + 2 a x$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [b] + \frac{d}{d x} [2 a x]$ .

$f'' (x) = \frac{d}{d x} (b) + \frac{d}{d x} (2 a x)$

Paso 2.1.2

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

$f'' (x) = 0 + \frac{d}{d x} (2 a x)$

Paso 2.2

Evalúa $\frac{d}{d x} [2 a x]$ .

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Paso 2.2.1

Como $2 a$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $2 a x$ con respecto a $x$ es $2 a \frac{d}{d x} [x]$ .

$f'' (x) = 0 + 2 a \frac{d}{d x} (x)$

Paso 2.2.2

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

$f'' (x) = 0 + 2 a \cdot 1$

Paso 2.2.3

Multiplica $2$ por $1$ .

$f'' (x) = 0 + 2 a$

Paso 2.3

Suma $0$ y $2 a$ .

$f'' (x) = 2 a$

Paso 3

Para obtener los valores mínimo y máximo locales de la función, establece la derivada igual a $0$ y resuelve.

$b + 2 a x = 0$

Paso 4

Obtén la primera derivada.

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Paso 4.1

Obtén la primera derivada.

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Paso 4.1.1

Según la regla de la suma, la derivada de $a x^{2} + b x + c$ con respecto a $x$ es $\frac{d}{d x} [a x^{2}] + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$ .

$\frac{d}{d x} [a x^{2}] + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 4.1.2

Evalúa $\frac{d}{d x} [a x^{2}]$ .

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Paso 4.1.2.1

Como $a$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $a x^{2}$ con respecto a $x$ es $a \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$a \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 4.1.2.2

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 2$ .

$a (2 x) + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 4.1.2.3

Mueve $2$ a la izquierda de $a$ .

$2 a x + \frac{d}{d x} [b x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 4.1.3

Evalúa $\frac{d}{d x} [b x]$ .

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Paso 4.1.3.1

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

$2 a x + b \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 4.1.3.2

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

$2 a x + b \cdot 1 + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 4.1.3.3

Multiplica $b$ por $1$ .

$2 a x + b + \frac{d}{d x} [c]$

Paso 4.1.4

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

$2 a x + b + 0$

Paso 4.1.5

Simplifica.

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Paso 4.1.5.1

Suma $2 a x + b$ y $0$ .

$2 a x + b$

Paso 4.1.5.2

Reordena los términos.

$f' (x) = b + 2 a x$

Paso 4.2

La primera derivada de $f (x)$ con respecto a $x$ es $b + 2 a x$ .

$b + 2 a x$

Paso 5

Establece la primera derivada igual a $0$ , luego resuelve la ecuación $b + 2 a x = 0$ .

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Paso 5.1

Establece la primera derivada igual a $0$ .

$b + 2 a x = 0$

Paso 5.2

Resta $b$ de ambos lados de la ecuación.

$2 a x = - b$

Paso 5.3

Divide cada término en $2 a x = - b$ por $2 a$ y simplifica.

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Paso 5.3.1

Divide cada término en $2 a x = - b$ por $2 a$ .

$\frac{2 a x}{2 a} = \frac{- b}{2 a}$

Paso 5.3.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 5.3.2.1

Cancela el factor común de $2$ .

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Paso 5.3.2.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{2 a x}{2 a} = \frac{- b}{2 a}$

Paso 5.3.2.1.2

Reescribe la expresión.

$\frac{a x}{a} = \frac{- b}{2 a}$

Paso 5.3.2.2

Cancela el factor común de $a$ .

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Paso 5.3.2.2.1

Cancela el factor común.

$\frac{a x}{a} = \frac{- b}{2 a}$

Paso 5.3.2.2.2

Divide $x$ por $1$ .

$x = \frac{- b}{2 a}$

Paso 5.3.3

Simplifica el lado derecho.

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Paso 5.3.3.1

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$x = - \frac{b}{2 a}$

Paso 6

Obtén los valores en el lugar donde la derivada es indefinida.

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Paso 6.1

El dominio de la expresión son todos números reales, excepto cuando la expresión no está definida. En ese caso, no hay ningún número real que haga que la expresión sea indefinida.

Paso 7

Puntos críticos para evaluar.

$x = - \frac{b}{2 a}$

Paso 8

Evalúa la segunda derivada en $x = - \frac{b}{2 a}$ . Si la segunda derivada es positiva, entonces este es un mínimo local. Si es negativa, entonces este es un máximo local.

$2 a$

Paso 9

Como la prueba de la primera derivada falló, no hay extremos locales.

No hay extremos locales

Paso 10