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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Paso 1.1
Obtener la segunda derivada.
Paso 1.1.1
Obtén la primera derivada.
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 .
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.
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.
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.
Paso 1.1.1.4.1
Factoriza de .
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.
Paso 1.1.2.1
Simplifica los términos.
Paso 1.1.2.1.1
Simplifica cada término.
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.
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.
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 .
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.
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.
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 .
Paso 1.2.1
Establece la segunda derivada igual a .
Paso 1.2.2
Simplifica .
Paso 1.2.2.1
Simplifica cada término.
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).
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.
Paso 1.2.2.1.3.1
Multiplica por sumando los exponentes.
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.
Paso 1.2.3.1
Factoriza de .
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 .
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.
Paso 1.2.3.4.1
Factoriza de .
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 .
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 .
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.
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.
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 .
Paso 1.2.5.1
Establece igual a .
Paso 1.2.5.2
Resuelve en .
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 .
Paso 1.2.6.1
Establece igual a .
Paso 1.2.6.2
Resuelve en .
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.
Paso 1.2.6.2.3.1
Simplifica el numerador.
Paso 1.2.6.2.3.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.2.6.2.3.1.2
Multiplica .
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 .
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 .
Paso 1.2.6.2.4.1
Simplifica el numerador.
Paso 1.2.6.2.4.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.2.6.2.4.1.2
Multiplica .
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 .
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 .
Paso 1.2.6.2.5.1
Simplifica el numerador.
Paso 1.2.6.2.5.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.2.6.2.5.1.2
Multiplica .
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 .
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
Paso 4.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 4.2
Simplifica el resultado.
Paso 4.2.1
Simplifica cada término.
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.
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 .
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
Paso 5.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 5.2
Simplifica el resultado.
Paso 5.2.1
Simplifica cada término.
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.
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 .
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
Paso 6.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 6.2
Simplifica el resultado.
Paso 6.2.1
Simplifica cada término.
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.
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 .
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
Paso 7.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 7.2
Simplifica el resultado.
Paso 7.2.1
Simplifica cada término.
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.
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 .
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