Cálculo Ejemplos

Hallar el máximo y mínimo absoluto del intervalo f(x)=x/(x^2-x+25) , [0,15]
f(x)=xx2-x+25 , [0,15]
Paso 1
Obtén los puntos críticos.
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Paso 1.1
Obtén la primera derivada.
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Paso 1.1.1
Obtén la primera derivada.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1.1.1
Diferencia con la regla del cociente, que establece que ddx[f(x)g(x)] es g(x)ddx[f(x)]-f(x)ddx[g(x)]g(x)2 donde f(x)=x y g(x)=x2-x+25.
(x2-x+25)ddx[x]-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2
Paso 1.1.1.2
Diferencia.
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Paso 1.1.1.2.1
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddx[xn] es nxn-1 donde n=1.
(x2-x+25)1-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2
Paso 1.1.1.2.2
Multiplica x2-x+25 por 1.
x2-x+25-xddx[x2-x+25](x2-x+25)2
Paso 1.1.1.2.3
Según la regla de la suma, la derivada de x2-x+25 con respecto a x es ddx[x2]+ddx[-x]+ddx[25].
x2-x+25-x(ddx[x2]+ddx[-x]+ddx[25])(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.2.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddx[xn] es nxn-1 donde n=2.
x2-x+25-x(2x+ddx[-x]+ddx[25])(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.2.5
Como -1 es constante con respecto a x, la derivada de -x con respecto a x es -ddx[x].
x2-x+25-x(2x-ddx[x]+ddx[25])(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.2.6
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que ddx[xn] es nxn-1 donde n=1.
x2-x+25-x(2x-11+ddx[25])(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.2.7
Multiplica -1 por 1.
x2-x+25-x(2x-1+ddx[25])(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.2.8
Como 25 es constante con respecto a x, la derivada de 25 con respecto a x es 0.
x2-x+25-x(2x-1+0)(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.2.9
Suma 2x-1 y 0.
x2-x+25-x(2x-1)(x2-x+25)2
x2-x+25-x(2x-1)(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3
Simplifica.
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Paso 1.1.1.3.1
Aplica la propiedad distributiva.
x2-x+25-x(2x)-x-1(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.2
Simplifica el numerador.
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Paso 1.1.1.3.2.1
Simplifica cada término.
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Paso 1.1.1.3.2.1.1
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
x2-x+25-12xx-x-1(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.2.1.2
Multiplica x por x sumando los exponentes.
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Paso 1.1.1.3.2.1.2.1
Mueve x.
x2-x+25-12(xx)-x-1(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.2.1.2.2
Multiplica x por x.
x2-x+25-12x2-x-1(x2-x+25)2
x2-x+25-12x2-x-1(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.2.1.3
Multiplica -1 por 2.
x2-x+25-2x2-x-1(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.2.1.4
Multiplica -x-1.
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Paso 1.1.1.3.2.1.4.1
Multiplica -1 por -1.
x2-x+25-2x2+1x(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.2.1.4.2
Multiplica x por 1.
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2
x2-x+25-2x2+x(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.2.2
Combina los términos opuestos en x2-x+25-2x2+x.
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Paso 1.1.1.3.2.2.1
Suma -x y x.
x2+25-2x2+0(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.2.2.2
Suma x2+25-2x2 y 0.
x2+25-2x2(x2-x+25)2
x2+25-2x2(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.2.3
Resta 2x2 de x2.
-x2+25(x2-x+25)2
-x2+25(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.3
Simplifica el numerador.
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Paso 1.1.1.3.3.1
Reescribe 25 como 52.
-x2+52(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.3.2
Reordena -x2 y 52.
52-x2(x2-x+25)2
Paso 1.1.1.3.3.3
Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, a2-b2=(a+b)(a-b), donde a=5 y b=x.
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
f(x)=(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
Paso 1.1.2
La primera derivada de f(x) con respecto a x es (5+x)(5-x)(x2-x+25)2.
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2
Paso 1.2
Establece la primera derivada igual a 0, luego resuelve la ecuación (5+x)(5-x)(x2-x+25)2=0.
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Paso 1.2.1
Establece la primera derivada igual a 0.
(5+x)(5-x)(x2-x+25)2=0
Paso 1.2.2
Establece el numerador igual a cero.
(5+x)(5-x)=0
Paso 1.2.3
Resuelve la ecuación en x.
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Paso 1.2.3.1
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a 0, la expresión completa será igual a 0.
5+x=0
5-x=0
Paso 1.2.3.2
Establece 5+x igual a 0 y resuelve x.
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Paso 1.2.3.2.1
Establece 5+x igual a 0.
5+x=0
Paso 1.2.3.2.2
Resta 5 de ambos lados de la ecuación.
x=-5
x=-5
Paso 1.2.3.3
Establece 5-x igual a 0 y resuelve x.
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Paso 1.2.3.3.1
Establece 5-x igual a 0.
5-x=0
Paso 1.2.3.3.2
Resuelve 5-x=0 en x.
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Paso 1.2.3.3.2.1
Resta 5 de ambos lados de la ecuación.
-x=-5
Paso 1.2.3.3.2.2
Divide cada término en -x=-5 por -1 y simplifica.
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Paso 1.2.3.3.2.2.1
Divide cada término en -x=-5 por -1.
-x-1=-5-1
Paso 1.2.3.3.2.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
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Paso 1.2.3.3.2.2.2.1
La división de dos valores negativos da como resultado un valor positivo.
x1=-5-1
Paso 1.2.3.3.2.2.2.2
Divide x por 1.
x=-5-1
x=-5-1
Paso 1.2.3.3.2.2.3
Simplifica el lado derecho.
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Paso 1.2.3.3.2.2.3.1
Divide -5 por -1.
x=5
x=5
x=5
x=5
x=5
Paso 1.2.3.4
La solución final comprende todos los valores que hacen (5+x)(5-x)=0 verdadera.
x=-5,5
x=-5,5
x=-5,5
Paso 1.3
Obtén los valores en el lugar donde la derivada es indefinida.
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Paso 1.3.1
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 1.4
Evalúa xx2-x+25 en cada valor x donde la derivada sea 0 o indefinida.
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Paso 1.4.1
Evalúa en x=-5.
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Paso 1.4.1.1
Sustituye -5 por x.
-5(-5)2-(-5)+25
Paso 1.4.1.2
Simplifica.
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Paso 1.4.1.2.1
Simplifica el denominador.
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Paso 1.4.1.2.1.1
Eleva -5 a la potencia de 2.
-525-(-5)+25
Paso 1.4.1.2.1.2
Multiplica -1 por -5.
-525+5+25
Paso 1.4.1.2.1.3
Suma 25 y 5.
-530+25
Paso 1.4.1.2.1.4
Suma 30 y 25.
-555
-555
Paso 1.4.1.2.2
Reduce la expresión mediante la cancelación de los factores comunes.
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Paso 1.4.1.2.2.1
Cancela el factor común de -5 y 55.
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Paso 1.4.1.2.2.1.1
Factoriza 5 de -5.
5(-1)55
Paso 1.4.1.2.2.1.2
Cancela los factores comunes.
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Paso 1.4.1.2.2.1.2.1
Factoriza 5 de 55.
5-1511
Paso 1.4.1.2.2.1.2.2
Cancela el factor común.
5-1511
Paso 1.4.1.2.2.1.2.3
Reescribe la expresión.
-111
-111
-111
Paso 1.4.1.2.2.2
Mueve el negativo al frente de la fracción.
-111
-111
-111
-111
Paso 1.4.2
Evalúa en x=5.
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Paso 1.4.2.1
Sustituye 5 por x.
5(5)2-(5)+25
Paso 1.4.2.2
Simplifica.
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Paso 1.4.2.2.1
Cancela el factor común de 5 y (5)2-(5)+25.
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Paso 1.4.2.2.1.1
Factoriza 5 de 5.
5152-(5)+25
Paso 1.4.2.2.1.2
Cancela los factores comunes.
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Paso 1.4.2.2.1.2.1
Factoriza 5 de 52.
5155-(5)+25
Paso 1.4.2.2.1.2.2
Factoriza 5 de -(5).
5155+5-1+25
Paso 1.4.2.2.1.2.3
Factoriza 5 de 55+5-1.
515(5-1)+25
Paso 1.4.2.2.1.2.4
Factoriza 5 de 25.
515(5-1)+5(5)
Paso 1.4.2.2.1.2.5
Factoriza 5 de 5(5-1)+5(5).
515(5-1+5)
Paso 1.4.2.2.1.2.6
Cancela el factor común.
515(5-1+5)
Paso 1.4.2.2.1.2.7
Reescribe la expresión.
15-1+5
15-1+5
15-1+5
Paso 1.4.2.2.2
Simplifica el denominador.
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Paso 1.4.2.2.2.1
Resta 1 de 5.
14+5
Paso 1.4.2.2.2.2
Suma 4 y 5.
19
19
19
19
Paso 1.4.3
Enumera todos los puntos.
(-5,-111),(5,19)
(-5,-111),(5,19)
(-5,-111),(5,19)
Paso 2
Excluye los puntos que no están en el intervalo.
(5,19)
Paso 3
Evalúa en los extremos incluidos.
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Paso 3.1
Evalúa en x=0.
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Paso 3.1.1
Sustituye 0 por x.
0(0)2-(0)+25
Paso 3.1.2
Simplifica.
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Paso 3.1.2.1
Simplifica el denominador.
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Paso 3.1.2.1.1
Elevar 0 a cualquier potencia positiva da como resultado 0.
00-(0)+25
Paso 3.1.2.1.2
Multiplica -1 por 0.
00+0+25
Paso 3.1.2.1.3
Suma 0 y 0.
00+25
Paso 3.1.2.1.4
Suma 0 y 25.
025
025
Paso 3.1.2.2
Divide 0 por 25.
0
0
0
Paso 3.2
Evalúa en x=15.
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Paso 3.2.1
Sustituye 15 por x.
15(15)2-(15)+25
Paso 3.2.2
Simplifica.
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Paso 3.2.2.1
Simplifica el denominador.
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Paso 3.2.2.1.1
Eleva 15 a la potencia de 2.
15225-(15)+25
Paso 3.2.2.1.2
Multiplica -1 por 15.
15225-15+25
Paso 3.2.2.1.3
Resta 15 de 225.
15210+25
Paso 3.2.2.1.4
Suma 210 y 25.
15235
15235
Paso 3.2.2.2
Cancela el factor común de 15 y 235.
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Paso 3.2.2.2.1
Factoriza 5 de 15.
5(3)235
Paso 3.2.2.2.2
Cancela los factores comunes.
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Paso 3.2.2.2.2.1
Factoriza 5 de 235.
53547
Paso 3.2.2.2.2.2
Cancela el factor común.
53547
Paso 3.2.2.2.2.3
Reescribe la expresión.
347
347
347
347
347
Paso 3.3
Enumera todos los puntos.
(0,0),(15,347)
(0,0),(15,347)
Paso 4
Compara los valores de f(x) encontrados para cada valor de x para determinar el máximo y el mínimo absolutos en el intervalo dado. El máximo ocurrirá en el valor más alto de f(x) y el mínimo ocurrirá en el valor más bajo de f(x).
Máximo absoluto: (5,19)
Mínimo absoluto: (0,0)
Paso 5
image of graph
f(x)=xx2-x+25,[0,15]
(
(
)
)
|
|
[
[
]
]
7
7
8
8
9
9
°
°
θ
θ
4
4
5
5
6
6
/
/
^
^
×
×
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π
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1
1
2
2
3
3
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0
0
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%
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 [x2  12  π  xdx ]