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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
Reescribe como .
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
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.1.3.5
Multiplica por .
Paso 1.1.1.3.6
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.1.3.7
Suma y .
Paso 1.1.1.4
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 1.1.1.5
Reordena los factores de .
Paso 1.1.2
Obtener la segunda derivada.
Paso 1.1.2.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.2
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 1.1.2.3
Aplica reglas básicas de exponentes.
Paso 1.1.2.3.1
Reescribe como .
Paso 1.1.2.3.2
Multiplica los exponentes en .
Paso 1.1.2.3.2.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 1.1.2.3.2.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.4
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 1.1.2.4.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.1.2.4.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.4.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.1.2.5
Diferencia.
Paso 1.1.2.5.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.5.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.5.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.5.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.5.5
Multiplica por .
Paso 1.1.2.5.6
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.5.7
Suma y .
Paso 1.1.2.6
Eleva a la potencia de .
Paso 1.1.2.7
Eleva a la potencia de .
Paso 1.1.2.8
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.1.2.9
Suma y .
Paso 1.1.2.10
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.11
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.12
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.1.2.13
Multiplica por .
Paso 1.1.2.14
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2.15
Combina fracciones.
Paso 1.1.2.15.1
Suma y .
Paso 1.1.2.15.2
Combina y .
Paso 1.1.2.16
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 1.1.2.17
Combina y .
Paso 1.1.2.18
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 1.1.2.19
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 1.1.2.19.1
Mueve .
Paso 1.1.2.19.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.1.2.19.3
Resta de .
Paso 1.1.2.20
Simplifica.
Paso 1.1.2.20.1
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 1.1.2.20.2
Simplifica cada término.
Paso 1.1.2.20.2.1
Factoriza con el método AC.
Paso 1.1.2.20.2.1.1
Considera la forma . Encuentra un par de números enteros cuyo producto sea y cuya suma sea . En este caso, cuyo producto es y cuya suma es .
Paso 1.1.2.20.2.1.2
Escribe la forma factorizada mediante estos números enteros.
Paso 1.1.2.20.2.2
Combina y .
Paso 1.1.2.20.2.3
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 1.1.2.20.2.4
Reescribe como .
Paso 1.1.2.20.2.5
Expande con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).
Paso 1.1.2.20.2.5.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.20.2.5.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.20.2.5.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.20.2.6
Simplifica y combina los términos similares.
Paso 1.1.2.20.2.6.1
Simplifica cada término.
Paso 1.1.2.20.2.6.1.1
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 1.1.2.20.2.6.1.2
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 1.1.2.20.2.6.1.2.1
Mueve .
Paso 1.1.2.20.2.6.1.2.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.6.1.3
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.6.1.4
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.6.1.5
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.6.1.6
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.6.2
Resta de .
Paso 1.1.2.20.2.7
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.20.2.8
Simplifica.
Paso 1.1.2.20.2.8.1
Multiplica .
Paso 1.1.2.20.2.8.1.1
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.8.1.2
Combina y .
Paso 1.1.2.20.2.8.1.3
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.8.1.4
Combina y .
Paso 1.1.2.20.2.8.2
Multiplica .
Paso 1.1.2.20.2.8.2.1
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.8.2.2
Combina y .
Paso 1.1.2.20.2.8.2.3
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.8.2.4
Combina y .
Paso 1.1.2.20.2.8.3
Multiplica .
Paso 1.1.2.20.2.8.3.1
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.8.3.2
Combina y .
Paso 1.1.2.20.2.8.3.3
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.2.9
Simplifica cada término.
Paso 1.1.2.20.2.9.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 1.1.2.20.2.9.2
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 1.1.2.20.3
Combina los términos.
Paso 1.1.2.20.3.1
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.3.2
Combinar.
Paso 1.1.2.20.3.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.20.3.4
Cancela el factor común de .
Paso 1.1.2.20.3.4.1
Cancela el factor común.
Paso 1.1.2.20.3.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 1.1.2.20.3.5
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.1.2.20.4
Simplifica el numerador.
Paso 1.1.2.20.4.1
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 1.1.2.20.4.2
Cancela el factor común de .
Paso 1.1.2.20.4.2.1
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.4.2.2
Cancela el factor común.
Paso 1.1.2.20.4.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 1.1.2.20.4.3
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.4.4
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 1.1.2.20.4.5
Cancela el factor común de .
Paso 1.1.2.20.4.5.1
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.4.5.2
Cancela el factor común.
Paso 1.1.2.20.4.5.3
Reescribe la expresión.
Paso 1.1.2.20.4.6
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.4.7
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.20.4.8
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.4.9
Expande con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).
Paso 1.1.2.20.4.9.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.20.4.9.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.20.4.9.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.1.2.20.4.10
Simplifica y combina los términos similares.
Paso 1.1.2.20.4.10.1
Simplifica cada término.
Paso 1.1.2.20.4.10.1.1
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 1.1.2.20.4.10.1.1.1
Mueve .
Paso 1.1.2.20.4.10.1.1.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.4.10.1.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.4.10.1.3
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.4.10.2
Resta de .
Paso 1.1.2.20.4.11
Suma y .
Paso 1.1.2.20.4.12
Resta de .
Paso 1.1.2.20.4.13
Resta de .
Paso 1.1.2.20.4.14
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.4.14.1
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.4.14.2
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.4.14.3
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.4.14.4
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.4.14.5
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.5
Simplifica el denominador.
Paso 1.1.2.20.5.1
Factoriza con el método AC.
Paso 1.1.2.20.5.1.1
Considera la forma . Encuentra un par de números enteros cuyo producto sea y cuya suma sea . En este caso, cuyo producto es y cuya suma es .
Paso 1.1.2.20.5.1.2
Escribe la forma factorizada mediante estos números enteros.
Paso 1.1.2.20.5.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 1.1.2.20.5.3
Combina exponentes.
Paso 1.1.2.20.5.3.1
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 1.1.2.20.5.3.1.1
Mueve .
Paso 1.1.2.20.5.3.1.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.5.3.1.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.1.2.20.5.3.1.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.1.2.20.5.3.1.3
Suma y .
Paso 1.1.2.20.5.3.2
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 1.1.2.20.5.3.2.1
Mueve .
Paso 1.1.2.20.5.3.2.2
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.5.3.2.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.1.2.20.5.3.2.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.1.2.20.5.3.2.3
Suma y .
Paso 1.1.2.20.6
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.7
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.8
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.9
Reescribe como .
Paso 1.1.2.20.10
Factoriza de .
Paso 1.1.2.20.11
Reescribe como .
Paso 1.1.2.20.12
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 1.1.2.20.13
Multiplica por .
Paso 1.1.2.20.14
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
Establece el numerador igual a cero.
Paso 1.2.3
Resuelve la ecuación en .
Paso 1.2.3.1
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 1.2.3.1.1
Divide cada término en por .
Paso 1.2.3.1.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 1.2.3.1.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 1.2.3.1.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 1.2.3.1.2.1.2
Divide por .
Paso 1.2.3.1.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 1.2.3.1.3.1
Divide por .
Paso 1.2.3.2
Usa la fórmula cuadrática para obtener las soluciones.
Paso 1.2.3.3
Sustituye los valores , y en la fórmula cuadrática y resuelve .
Paso 1.2.3.4
Simplifica.
Paso 1.2.3.4.1
Simplifica el numerador.
Paso 1.2.3.4.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.2.3.4.1.2
Multiplica .
Paso 1.2.3.4.1.2.1
Multiplica por .
Paso 1.2.3.4.1.2.2
Multiplica por .
Paso 1.2.3.4.1.3
Resta de .
Paso 1.2.3.4.1.4
Reescribe como .
Paso 1.2.3.4.1.5
Reescribe como .
Paso 1.2.3.4.1.6
Reescribe como .
Paso 1.2.3.4.1.7
Reescribe como .
Paso 1.2.3.4.1.7.1
Factoriza de .
Paso 1.2.3.4.1.7.2
Reescribe como .
Paso 1.2.3.4.1.8
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 1.2.3.4.1.9
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.2.3.4.2
Multiplica por .
Paso 1.2.3.4.3
Simplifica .
Paso 1.2.3.5
Simplifica la expresión para obtener el valor de la parte de .
Paso 1.2.3.5.1
Simplifica el numerador.
Paso 1.2.3.5.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.2.3.5.1.2
Multiplica .
Paso 1.2.3.5.1.2.1
Multiplica por .
Paso 1.2.3.5.1.2.2
Multiplica por .
Paso 1.2.3.5.1.3
Resta de .
Paso 1.2.3.5.1.4
Reescribe como .
Paso 1.2.3.5.1.5
Reescribe como .
Paso 1.2.3.5.1.6
Reescribe como .
Paso 1.2.3.5.1.7
Reescribe como .
Paso 1.2.3.5.1.7.1
Factoriza de .
Paso 1.2.3.5.1.7.2
Reescribe como .
Paso 1.2.3.5.1.8
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 1.2.3.5.1.9
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.2.3.5.2
Multiplica por .
Paso 1.2.3.5.3
Simplifica .
Paso 1.2.3.5.4
Cambia a .
Paso 1.2.3.6
Simplifica la expresión para obtener el valor de la parte de .
Paso 1.2.3.6.1
Simplifica el numerador.
Paso 1.2.3.6.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.2.3.6.1.2
Multiplica .
Paso 1.2.3.6.1.2.1
Multiplica por .
Paso 1.2.3.6.1.2.2
Multiplica por .
Paso 1.2.3.6.1.3
Resta de .
Paso 1.2.3.6.1.4
Reescribe como .
Paso 1.2.3.6.1.5
Reescribe como .
Paso 1.2.3.6.1.6
Reescribe como .
Paso 1.2.3.6.1.7
Reescribe como .
Paso 1.2.3.6.1.7.1
Factoriza de .
Paso 1.2.3.6.1.7.2
Reescribe como .
Paso 1.2.3.6.1.8
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 1.2.3.6.1.9
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.2.3.6.2
Multiplica por .
Paso 1.2.3.6.3
Simplifica .
Paso 1.2.3.6.4
Cambia a .
Paso 1.2.3.7
La respuesta final es la combinación de ambas soluciones.
Paso 2
Paso 2.1
Establece el denominador en igual que para obtener el lugar donde no está definida la expresión.
Paso 2.2
Resuelve
Paso 2.2.1
Factoriza con el método AC.
Paso 2.2.1.1
Considera la forma . Encuentra un par de números enteros cuyo producto sea y cuya suma sea . En este caso, cuyo producto es y cuya suma es .
Paso 2.2.1.2
Escribe la forma factorizada mediante estos números enteros.
Paso 2.2.2
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a , la expresión completa será igual a .
Paso 2.2.3
Establece igual a y resuelve .
Paso 2.2.3.1
Establece igual a .
Paso 2.2.3.2
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 2.2.4
Establece igual a y resuelve .
Paso 2.2.4.1
Establece igual a .
Paso 2.2.4.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 2.2.5
La solución final comprende todos los valores que hacen verdadera.
Paso 2.3
El dominio son todos los valores de que hacen que la expresión sea definida.
Notación de intervalo:
Notación del constructor de conjuntos:
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 el numerador.
Paso 4.2.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 4.2.1.2
Multiplica por .
Paso 4.2.1.3
Multiplica por .
Paso 4.2.1.4
Suma y .
Paso 4.2.1.5
Suma y .
Paso 4.2.2
Simplifica el denominador.
Paso 4.2.2.1
Resta de .
Paso 4.2.2.2
Suma y .
Paso 4.2.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 4.2.2.4
Eleva a la potencia de .
Paso 4.2.3
Multiplica.
Paso 4.2.3.1
Multiplica por .
Paso 4.2.3.2
Multiplica por .
Paso 4.2.4
La respuesta final es .
Paso 4.3
La gráfica es convexa en el intervalo porque es positiva.
Convexo en dado que es positivo
Convexo en dado que es positivo
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
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 5.2.1.2
Multiplica por .
Paso 5.2.1.3
Multiplica por .
Paso 5.2.1.4
Suma y .
Paso 5.2.1.5
Suma y .
Paso 5.2.2
Simplifica el denominador.
Paso 5.2.2.1
Resta de .
Paso 5.2.2.2
Suma y .
Paso 5.2.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 5.2.2.4
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 5.2.3
Simplifica la expresión.
Paso 5.2.3.1
Multiplica por .
Paso 5.2.3.2
Multiplica por .
Paso 5.2.3.3
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 5.2.4
La respuesta final es .
Paso 5.3
La gráfica es cóncava en el intervalo porque es negativa.
Cóncavo en dado que es negativo
Cóncavo en dado que es negativo
Paso 6
Paso 6.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 6.2
Simplifica el resultado.
Paso 6.2.1
Simplifica el numerador.
Paso 6.2.1.1
Multiplica por .
Paso 6.2.1.2
Suma y .
Paso 6.2.1.3
Convert to scientific notation.
Paso 6.2.1.4
Factoriza de .
Paso 6.2.1.5
Resta de .
Paso 6.2.1.6
Multiplica por .
Paso 6.2.1.7
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.2
Simplifica el denominador.
Paso 6.2.2.1
Resta de .
Paso 6.2.2.2
Suma y .
Paso 6.2.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.2.4
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.3
Reduce la expresión mediante la cancelación de los factores comunes.
Paso 6.2.3.1
Multiplica por .
Paso 6.2.3.2
Multiplica por .
Paso 6.2.3.3
Cancela el factor común de y .
Paso 6.2.3.3.1
Reescribe como .
Paso 6.2.3.3.2
Cancela los factores comunes.
Paso 6.2.3.3.2.1
Reescribe como .
Paso 6.2.3.3.2.2
Cancela el factor común.
Paso 6.2.3.3.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 6.2.4
La respuesta final es .
Paso 6.3
La gráfica es convexa en el intervalo porque es positiva.
Convexo en dado que es positivo
Convexo en dado que es positivo
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
Convexo en dado que es positivo
Paso 8