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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Escribe como una función.
Paso 2
Paso 2.1
Obtener la segunda derivada.
Paso 2.1.1
Obtén la primera derivada.
Paso 2.1.1.1
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 2.1.1.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.1.1.3
Diferencia.
Paso 2.1.1.3.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.1.3.2
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.1.3.3
Suma y .
Paso 2.1.1.4
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.1.1.5
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.1.1.5.1
Mueve .
Paso 2.1.1.5.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.1.1.5.3
Suma y .
Paso 2.1.1.6
Simplifica.
Paso 2.1.1.6.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.1.1.6.2
Simplifica el numerador.
Paso 2.1.1.6.2.1
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.1.1.6.2.1.1
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.1.1.6.2.1.2
Suma y .
Paso 2.1.1.6.2.2
Combina los términos opuestos en .
Paso 2.1.1.6.2.2.1
Resta de .
Paso 2.1.1.6.2.2.2
Suma y .
Paso 2.1.2
Obtener la segunda derivada.
Paso 2.1.2.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.2.2
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 2.1.2.3
Multiplica los exponentes en .
Paso 2.1.2.3.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.1.2.3.2
Multiplica por .
Paso 2.1.2.4
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.1.2.5
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.1.2.5.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.1.2.5.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.1.2.5.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.1.2.6
Diferencia.
Paso 2.1.2.6.1
Multiplica por .
Paso 2.1.2.6.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.2.6.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.2.6.4
Suma y .
Paso 2.1.2.7
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.1.2.8
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.1.2.9
Suma y .
Paso 2.1.2.10
Factoriza de .
Paso 2.1.2.10.1
Factoriza de .
Paso 2.1.2.10.2
Factoriza de .
Paso 2.1.2.10.3
Factoriza de .
Paso 2.1.2.11
Cancela los factores comunes.
Paso 2.1.2.11.1
Factoriza de .
Paso 2.1.2.11.2
Cancela el factor común.
Paso 2.1.2.11.3
Reescribe la expresión.
Paso 2.1.2.12
Combina y .
Paso 2.1.2.13
Simplifica.
Paso 2.1.2.13.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.1.2.13.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.1.2.13.3
Simplifica el numerador.
Paso 2.1.2.13.3.1
Simplifica cada término.
Paso 2.1.2.13.3.1.1
Multiplica por .
Paso 2.1.2.13.3.1.2
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.1.2.13.3.1.2.1
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.1.2.13.3.1.2.2
Suma y .
Paso 2.1.2.13.3.1.3
Multiplica por .
Paso 2.1.2.13.3.2
Resta de .
Paso 2.1.2.13.4
Simplifica el numerador.
Paso 2.1.2.13.4.1
Factoriza de .
Paso 2.1.2.13.4.1.1
Factoriza de .
Paso 2.1.2.13.4.1.2
Factoriza de .
Paso 2.1.2.13.4.1.3
Factoriza de .
Paso 2.1.2.13.4.2
Reescribe como .
Paso 2.1.2.13.4.3
Sea . Sustituye por todos los casos de .
Paso 2.1.2.13.4.4
Factoriza de .
Paso 2.1.2.13.4.4.1
Factoriza de .
Paso 2.1.2.13.4.4.2
Factoriza de .
Paso 2.1.2.13.4.4.3
Factoriza de .
Paso 2.1.2.13.4.5
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.1.3
La segunda derivada de con respecto a es .
Paso 2.2
Establece la segunda derivada igual a luego resuelve la ecuación .
Paso 2.2.1
Establece la segunda derivada igual a .
Paso 2.2.2
Establece el numerador igual a cero.
Paso 2.2.3
Resuelve la ecuación en .
Paso 2.2.3.1
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a , la expresión completa será igual a .
Paso 2.2.3.2
Establece igual a y resuelve .
Paso 2.2.3.2.1
Establece igual a .
Paso 2.2.3.2.2
Resuelve en .
Paso 2.2.3.2.2.1
Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.
Paso 2.2.3.2.2.2
La ecuación no puede resolverse porque es indefinida.
Indefinida
Paso 2.2.3.2.2.3
No hay soluciones para
No hay solución
No hay solución
No hay solución
Paso 2.2.3.3
Establece igual a y resuelve .
Paso 2.2.3.3.1
Establece igual a .
Paso 2.2.3.3.2
Resuelve en .
Paso 2.2.3.3.2.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 2.2.3.3.2.2
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 2.2.3.3.2.2.1
Divide cada término en por .
Paso 2.2.3.3.2.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 2.2.3.3.2.2.2.1
La división de dos valores negativos da como resultado un valor positivo.
Paso 2.2.3.3.2.2.2.2
Divide por .
Paso 2.2.3.3.2.2.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 2.2.3.3.2.2.3.1
Divide por .
Paso 2.2.3.3.2.3
Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.
Paso 2.2.3.3.2.4
Expande el lado izquierdo.
Paso 2.2.3.3.2.4.1
Expande ; para ello, mueve fuera del logaritmo.
Paso 2.2.3.3.2.4.2
El logaritmo natural de es .
Paso 2.2.3.3.2.4.3
Multiplica por .
Paso 2.2.3.4
La solución final comprende todos los valores que hacen verdadera.
Paso 3
Paso 3.1
Establece el denominador en igual que para obtener el lugar donde no está definida la expresión.
Paso 3.2
Resuelve
Paso 3.2.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 3.2.2
Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.
Paso 3.2.3
La ecuación no puede resolverse porque es indefinida.
Indefinida
Paso 3.2.4
No hay soluciones para
No hay solución
No hay solución
Paso 3.3
El dominio son todos números reales.
Notación de intervalo:
Notación del constructor de conjuntos:
Notación de intervalo:
Notación del constructor de conjuntos:
Paso 4
Crea intervalos alrededor de los valores de donde la segunda derivada es cero o indefinida.
Paso 5
Paso 5.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 5.2
Simplifica el resultado.
Paso 5.2.1
Simplifica el numerador.
Paso 5.2.1.1
Cualquier valor elevado a es .
Paso 5.2.1.2
Multiplica por .
Paso 5.2.1.3
Resta de .
Paso 5.2.1.4
Multiplica por .
Paso 5.2.1.5
Cualquier valor elevado a es .
Paso 5.2.2
Simplifica el denominador.
Paso 5.2.2.1
Cualquier valor elevado a es .
Paso 5.2.2.2
Suma y .
Paso 5.2.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 5.2.3
Multiplica por .
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
Paso 6.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 6.2
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.
Convexo en dado que es positivo
Cóncavo en dado que es negativo
Paso 8