Cálculo Ejemplos

Hallar la concavidad f(x)=x^2(x+3)^5
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 producto, que establece que es donde y .
Paso 1.1.1.2
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.2.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.1.1.2.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.1.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.1.1.3
Diferencia.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.3.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.1.3.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.1.3.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.1.3.4
Simplifica la expresión.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.3.4.1
Suma y .
Paso 1.1.1.3.4.2
Multiplica por .
Paso 1.1.1.3.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.1.3.6
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.1.1.4
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.4.1
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.4.1.1
Factoriza de .
Paso 1.1.1.4.1.2
Factoriza de .
Paso 1.1.1.4.1.3
Factoriza de .
Paso 1.1.1.4.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.1.2
Obtener la segunda derivada.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.1
Simplifica los términos.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.1.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.1.1.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.1.1.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.1.2
Suma y .
Paso 1.1.2.2
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 1.1.2.3
Diferencia.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.3.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.3.2
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.3.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.3.4
Multiplica por .
Paso 1.1.2.3.5
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.3.6
Simplifica la expresión.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.3.6.1
Suma y .
Paso 1.1.2.3.6.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.1.2.4
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 1.1.2.5
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.5.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.1.2.5.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.5.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.1.2.6
Diferencia.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.6.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.6.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.6.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.6.4
Simplifica la expresión.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.2.6.4.1
Suma y .
Paso 1.1.2.6.4.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.6.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.6.6
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 .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.1
Establece la segunda derivada igual a .
Paso 1.2.2
Simplifica .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.2.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.2.1.1
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 1.2.2.1.2
Expande con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.2.1.2.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.2.2.1.2.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.2.2.1.2.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.2.2.1.3
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.2.1.3.1
Multiplica por sumando los exponentes.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.2.1.3.1.1
Mueve .
Paso 1.2.2.1.3.1.2
Multiplica por .
Paso 1.2.2.1.3.2
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 1.2.2.1.3.3
Multiplica por .
Paso 1.2.2.1.3.4
Multiplica por .
Paso 1.2.2.2
Suma y .
Paso 1.2.3
Factoriza el lado izquierdo de la ecuación.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.1
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.1.1
Factoriza de .
Paso 1.2.3.1.2
Factoriza de .
Paso 1.2.3.1.3
Factoriza de .
Paso 1.2.3.1.4
Factoriza de .
Paso 1.2.3.1.5
Factoriza de .
Paso 1.2.3.1.6
Factoriza de .
Paso 1.2.3.1.7
Factoriza de .
Paso 1.2.3.2
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.2.1
Factoriza de .
Paso 1.2.3.2.2
Factoriza de .
Paso 1.2.3.3
Suma y .
Paso 1.2.3.4
Factoriza.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.4.1
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.4.1.1
Factoriza de .
Paso 1.2.3.4.1.2
Factoriza de .
Paso 1.2.3.4.1.3
Factoriza de .
Paso 1.2.3.4.2
Elimina los paréntesis innecesarios.
Paso 1.2.3.5
Multiplica por .
Paso 1.2.3.6
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.6.1
Factoriza de .
Paso 1.2.3.6.2
Factoriza de .
Paso 1.2.3.7
Suma y .
Paso 1.2.3.8
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.8.1
Factoriza de .
Paso 1.2.3.8.2
Factoriza de .
Paso 1.2.3.9
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.2.3.10
Multiplica por sumando los exponentes.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.10.1
Mueve .
Paso 1.2.3.10.2
Multiplica por .
Paso 1.2.3.11
Multiplica por .
Paso 1.2.3.12
Factoriza.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.3.12.1
Suma y .
Paso 1.2.3.12.2
Elimina los paréntesis innecesarios.
Paso 1.2.3.13
Multiplica por .
Paso 1.2.4
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a , la expresión completa será igual a .
Paso 1.2.5
Establece igual a y resuelve .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.5.1
Establece igual a .
Paso 1.2.5.2
Resuelve en .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.5.2.1
Establece igual a .
Paso 1.2.5.2.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 1.2.6
Establece igual a y resuelve .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.1
Establece igual a .
Paso 1.2.6.2
Resuelve en .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.1
Usa la fórmula cuadrática para obtener las soluciones.
Paso 1.2.6.2.2
Sustituye los valores , y en la fórmula cuadrática y resuelve .
Paso 1.2.6.2.3
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.3.1
Simplifica el numerador.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.3.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.2.6.2.3.1.2
Multiplica .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.3.1.2.1
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2.3.1.2.2
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2.3.1.3
Resta de .
Paso 1.2.6.2.3.1.4
Reescribe como .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.3.1.4.1
Factoriza de .
Paso 1.2.6.2.3.1.4.2
Reescribe como .
Paso 1.2.6.2.3.1.5
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 1.2.6.2.3.2
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2.3.3
Simplifica .
Paso 1.2.6.2.4
Simplifica la expresión para obtener el valor de la parte de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.4.1
Simplifica el numerador.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.4.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.2.6.2.4.1.2
Multiplica .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.4.1.2.1
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2.4.1.2.2
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2.4.1.3
Resta de .
Paso 1.2.6.2.4.1.4
Reescribe como .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.4.1.4.1
Factoriza de .
Paso 1.2.6.2.4.1.4.2
Reescribe como .
Paso 1.2.6.2.4.1.5
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 1.2.6.2.4.2
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2.4.3
Simplifica .
Paso 1.2.6.2.4.4
Cambia a .
Paso 1.2.6.2.4.5
Reescribe como .
Paso 1.2.6.2.4.6
Factoriza de .
Paso 1.2.6.2.4.7
Factoriza de .
Paso 1.2.6.2.4.8
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 1.2.6.2.5
Simplifica la expresión para obtener el valor de la parte de .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.5.1
Simplifica el numerador.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.5.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.2.6.2.5.1.2
Multiplica .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.5.1.2.1
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2.5.1.2.2
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2.5.1.3
Resta de .
Paso 1.2.6.2.5.1.4
Reescribe como .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.6.2.5.1.4.1
Factoriza de .
Paso 1.2.6.2.5.1.4.2
Reescribe como .
Paso 1.2.6.2.5.1.5
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 1.2.6.2.5.2
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2.5.3
Simplifica .
Paso 1.2.6.2.5.4
Cambia a .
Paso 1.2.6.2.5.5
Reescribe como .
Paso 1.2.6.2.5.6
Factoriza de .
Paso 1.2.6.2.5.7
Factoriza de .
Paso 1.2.6.2.5.8
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 1.2.6.2.6
La respuesta final es la combinación de ambas soluciones.
Paso 1.2.7
La solución final comprende todos los valores que hacen verdadera.
Paso 2
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.
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.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 4.2
Simplifica el resultado.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.2.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.2.1.1
Multiplica por .
Paso 4.2.1.2
Suma y .
Paso 4.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 4.2.1.4
Multiplica por .
Paso 4.2.1.5
Multiplica por .
Paso 4.2.1.6
Suma y .
Paso 4.2.1.7
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 4.2.1.7.1
Suma y .
Paso 4.2.1.7.2
Eleva a la potencia de .
Paso 4.2.1.7.3
Multiplica .
Toca para ver más pasos...
Paso 4.2.1.7.3.1
Multiplica por .
Paso 4.2.1.7.3.2
Multiplica por .
Paso 4.2.1.7.4
Suma y .
Paso 4.2.1.7.5
Eleva a la potencia de .
Paso 4.2.1.8
Suma y .
Paso 4.2.1.9
Multiplica por .
Paso 4.2.2
Resta de .
Paso 4.2.3
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.
Toca para ver más pasos...
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 cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 5.2.1.1
Multiplica por .
Paso 5.2.1.2
Suma y .
Paso 5.2.1.3
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 5.2.1.4
Multiplica por .
Paso 5.2.1.5
Multiplica por .
Paso 5.2.1.6
Suma y .
Paso 5.2.1.7
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 5.2.1.7.1
Suma y .
Paso 5.2.1.7.2
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 5.2.1.7.3
Multiplica .
Toca para ver más pasos...
Paso 5.2.1.7.3.1
Multiplica por .
Paso 5.2.1.7.3.2
Multiplica por .
Paso 5.2.1.7.4
Suma y .
Paso 5.2.1.7.5
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 5.2.1.8
Suma y .
Paso 5.2.1.9
Multiplica por .
Paso 5.2.2
Suma y .
Paso 5.2.3
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 cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.1.1
Multiplica por .
Paso 6.2.1.2
Suma y .
Paso 6.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.1.4
Multiplica por .
Paso 6.2.1.5
Multiplica por .
Paso 6.2.1.6
Suma y .
Paso 6.2.1.7
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.1.7.1
Suma y .
Paso 6.2.1.7.2
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.1.7.3
Multiplica .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.1.7.3.1
Multiplica por .
Paso 6.2.1.7.3.2
Multiplica por .
Paso 6.2.1.7.4
Suma y .
Paso 6.2.1.7.5
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.1.8
Suma y .
Paso 6.2.1.9
Multiplica por .
Paso 6.2.2
Suma y .
Paso 6.2.3
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
Sustituye cualquier número del intervalo en la segunda derivada y evalúa para determinar la concavidad.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 7.2
Simplifica el resultado.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.1.1
Multiplica por .
Paso 7.2.1.2
Suma y .
Paso 7.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 7.2.1.4
Multiplica por .
Paso 7.2.1.5
Multiplica por .
Paso 7.2.1.6
Suma y .
Paso 7.2.1.7
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.1.7.1
Suma y .
Paso 7.2.1.7.2
Eleva a la potencia de .
Paso 7.2.1.7.3
Multiplica .
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.1.7.3.1
Multiplica por .
Paso 7.2.1.7.3.2
Multiplica por .
Paso 7.2.1.7.4
Suma y .
Paso 7.2.1.7.5
Eleva a la potencia de .
Paso 7.2.1.8
Suma y .
Paso 7.2.1.9
Multiplica por .
Paso 7.2.2
Suma y .
Paso 7.2.3
La respuesta final es .
Paso 7.3
La gráfica es convexa en el intervalo porque es positiva.
Convexo en dado que es positivo
Convexo en dado que es positivo
Paso 8
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
Convexo en dado que es positivo
Paso 9