Calcolo Esempi

$f (x) = \frac{x^{3}}{3} - x^{2} - 3 x + 1$

Passaggio 1

Trova la derivata prima della funzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $\frac{x^{3}}{3} - x^{2} - 3 x + 1$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [\frac{x^{3}}{3}] + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$\frac{d}{d x} [\frac{x^{3}}{3}] + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.2

Calcola $\frac{d}{d x} [\frac{x^{3}}{3}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.2.1

Poiché $\frac{1}{3}$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $\frac{x^{3}}{3}$ rispetto a $x$ è $\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.2.2

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 3$ .

$\frac{1}{3} (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.2.3

$3$ e $\frac{1}{3}$ .

$\frac{3}{3} x^{2} + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.2.4

$\frac{3}{3}$ e $x^{2}$ .

$\frac{3 x^{2}}{3} + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.2.5

Elimina il fattore comune di $3$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.2.5.1

Elimina il fattore comune.

$\frac{3 x^{2}}{3} + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.2.5.2

Dividi $x^{2}$ per $1$ .

$x^{2} + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.3

Calcola $\frac{d}{d x} [- x^{2}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.3.1

Poiché $- 1$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- x^{2}$ rispetto a $x$ è $- \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$x^{2} - \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.3.2

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

$x^{2} - (2 x) + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.3.3

Moltiplica $2$ per $- 1$ .

$x^{2} - 2 x + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.4

Calcola $\frac{d}{d x} [- 3 x]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.4.1

Poiché $- 3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 3 x$ rispetto a $x$ è $- 3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$x^{2} - 2 x - 3 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.4.2

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 1$ .

$x^{2} - 2 x - 3 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.4.3

Moltiplica $- 3$ per $1$ .

$x^{2} - 2 x - 3 + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 1.5

Differenzia usando la regola della costante.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.5.1

Poiché $1$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $1$ rispetto a $x$ è $0$ .

$x^{2} - 2 x - 3 + 0$

Passaggio 1.5.2

Somma $x^{2} - 2 x - 3$ e $0$ .

$x^{2} - 2 x - 3$

Passaggio 2

Trova la derivata seconda della funzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.1

Differenzia.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.1.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $x^{2} - 2 x - 3$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 2 x] + \frac{d}{d x} [- 3]$ .

$f'' (x) = \frac{d}{d x} (x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 2 x) + \frac{d}{d x} (- 3)$

Passaggio 2.1.2

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

$f'' (x) = 2 x + \frac{d}{d x} (- 2 x) + \frac{d}{d x} (- 3)$

Passaggio 2.2

Calcola $\frac{d}{d x} [- 2 x]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.2.1

Poiché $- 2$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 2 x$ rispetto a $x$ è $- 2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$f'' (x) = 2 x - 2 \frac{d}{d x} x + \frac{d}{d x} (- 3)$

Passaggio 2.2.2

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 1$ .

$f'' (x) = 2 x - 2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} (- 3)$

Passaggio 2.2.3

Moltiplica $- 2$ per $1$ .

$f'' (x) = 2 x - 2 + \frac{d}{d x} (- 3)$

Passaggio 2.3

Differenzia usando la regola della costante.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.3.1

Poiché $- 3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 3$ rispetto a $x$ è $0$ .

$f'' (x) = 2 x - 2 + 0$

Passaggio 2.3.2

Somma $2 x - 2$ e $0$ .

$f'' (x) = 2 x - 2$

Passaggio 3

Per trovare i valori locali di minimo e di massimo della funzione, imposta la derivata in modo che sia uguale a $0$ e risolvi.

$x^{2} - 2 x - 3 = 0$

Passaggio 4

Trova la derivata prima.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1

Trova la derivata prima.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.1

$\frac{d}{d x} [\frac{x^{3}}{3}] + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.2

Calcola $\frac{d}{d x} [\frac{x^{3}}{3}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.2.1

Poiché $\frac{1}{3}$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $\frac{x^{3}}{3}$ rispetto a $x$ è $\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$\frac{1}{3} \frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.2.2

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 3$ .

$\frac{1}{3} (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.2.3

$3$ e $\frac{1}{3}$ .

$\frac{3}{3} x^{2} + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.2.4

$\frac{3}{3}$ e $x^{2}$ .

$\frac{3 x^{2}}{3} + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.2.5

Elimina il fattore comune di $3$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.2.5.1

Elimina il fattore comune.

$\frac{3 x^{2}}{3} + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.2.5.2

Dividi $x^{2}$ per $1$ .

$x^{2} + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.3

Calcola $\frac{d}{d x} [- x^{2}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.3.1

Poiché $- 1$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- x^{2}$ rispetto a $x$ è $- \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$x^{2} - \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.3.2

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

$x^{2} - (2 x) + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.3.3

Moltiplica $2$ per $- 1$ .

$x^{2} - 2 x + \frac{d}{d x} [- 3 x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.4

Calcola $\frac{d}{d x} [- 3 x]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.4.1

Poiché $- 3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 3 x$ rispetto a $x$ è $- 3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$x^{2} - 2 x - 3 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.4.2

Differenzia usando la regola della potenza secondo cui $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 1$ .

$x^{2} - 2 x - 3 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.4.3

Moltiplica $- 3$ per $1$ .

$x^{2} - 2 x - 3 + \frac{d}{d x} [1]$

Passaggio 4.1.5

Differenzia usando la regola della costante.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.5.1

Poiché $1$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $1$ rispetto a $x$ è $0$ .

$x^{2} - 2 x - 3 + 0$

Passaggio 4.1.5.2

Somma $x^{2} - 2 x - 3$ e $0$ .

$f' (x) = x^{2} - 2 x - 3$

Passaggio 4.2

La derivata prima di $f (x)$ rispetto a $x$ è $x^{2} - 2 x - 3$ .

$x^{2} - 2 x - 3$

Passaggio 5

Poni la derivata prima uguale a $0$ quindi risolvi l'equazione $x^{2} - 2 x - 3 = 0$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.1

Poni la derivata prima uguale a $0$ .

$x^{2} - 2 x - 3 = 0$

Passaggio 5.2

Scomponi $x^{2} - 2 x - 3$ usando il metodo AC.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.2.1

Considera la forma $x^{2} + b x + c$ . Trova una coppia di interi il cui prodotto è $c$ e la cui formula è $b$ . In questo caso, il cui prodotto è $- 3$ e la cui somma è $- 2$ .

$- 3, 1$

Passaggio 5.2.2

Scrivi la forma fattorizzata usando questi interi.

$(x - 3) (x + 1) = 0$

Passaggio 5.3

Se qualsiasi singolo fattore nel lato sinistro dell'equazione è uguale a $0$ , l'intera espressione sarà uguale a $0$ .

$x - 3 = 0$

$x + 1 = 0$

Passaggio 5.4

Imposta $x - 3$ uguale a $0$ e risolvi per $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.4.1

Imposta $x - 3$ uguale a $0$ .

$x - 3 = 0$

Passaggio 5.4.2

Somma $3$ a entrambi i lati dell'equazione.

$x = 3$

Passaggio 5.5

Imposta $x + 1$ uguale a $0$ e risolvi per $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.5.1

Imposta $x + 1$ uguale a $0$ .

$x + 1 = 0$

Passaggio 5.5.2

Sottrai $1$ da entrambi i lati dell'equazione.

$x = - 1$

Passaggio 5.6

La soluzione finale è data da tutti i valori che rendono $(x - 3) (x + 1) = 0$ vera.

$x = 3, - 1$

Passaggio 6

Trova i valori per cui la derivata è indefinita.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1

Il dominio dell'espressione sono tutti i numeri reali tranne nei casi in cui l'espressione sia indefinita. In questo caso, non c'è alcun numero reale che rende l'espressione indefinita.

Passaggio 7

Punti critici da calcolare.

$x = 3, - 1$

Passaggio 8

Calcola la derivata seconda per $x = 3$ . Se la derivata seconda è positiva, allora si tratta di un minimo locale. Se è negativa, allora è un massimo locale.

$2 (3) - 2$

Passaggio 9

Calcola la derivata seconda.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 9.1

Moltiplica $2$ per $3$ .

$6 - 2$

Passaggio 9.2

Sottrai $2$ da $6$ .

$4$

Passaggio 10

$x = 3$ è un minimo locale perché il valore della derivata seconda è positivo. Ciò si definisce test della derivata seconda.

$x = 3$ è un minimo locale

Passaggio 11

Trova il valore di y quando $x = 3$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.1

Sostituisci la variabile $x$ con $3$ nell'espressione.

$f (3) = \frac{{(3)}^{3}}{3} - {(3)}^{2} - 3 \cdot 3 + 1$

Passaggio 11.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.2.1.1

Elimina il fattore comune di ${(3)}^{3}$ e $3$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.2.1.1.1

Scomponi $3$ da ${(3)}^{3}$ .

$f (3) = \frac{3 \cdot 3^{2}}{3} - {(3)}^{2} - 3 \cdot 3 + 1$

Passaggio 11.2.1.1.2

Elimina i fattori comuni.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.2.1.1.2.1

Scomponi $3$ da $3$ .

$f (3) = \frac{3 \cdot 3^{2}}{3 (1)} - {(3)}^{2} - 3 \cdot 3 + 1$

Passaggio 11.2.1.1.2.2

Elimina il fattore comune.

$f (3) = \frac{3 \cdot 3^{2}}{3 \cdot 1} - {(3)}^{2} - 3 \cdot 3 + 1$

Passaggio 11.2.1.1.2.3

Riscrivi l'espressione.

$f (3) = \frac{3^{2}}{1} - {(3)}^{2} - 3 \cdot 3 + 1$

Passaggio 11.2.1.1.2.4

Dividi $3^{2}$ per $1$ .

$f (3) = 3^{2} - {(3)}^{2} - 3 \cdot 3 + 1$

Passaggio 11.2.1.2

Eleva $3$ alla potenza di $2$ .

$f (3) = 9 - {(3)}^{2} - 3 \cdot 3 + 1$

Passaggio 11.2.1.3

Eleva $3$ alla potenza di $2$ .

$f (3) = 9 - 1 \cdot 9 - 3 \cdot 3 + 1$

Passaggio 11.2.1.4

Moltiplica $- 1$ per $9$ .

$f (3) = 9 - 9 - 3 \cdot 3 + 1$

Passaggio 11.2.1.5

Moltiplica $- 3$ per $3$ .

$f (3) = 9 - 9 - 9 + 1$

Passaggio 11.2.2

Semplifica aggiungendo e sottraendo.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.2.2.1

Sottrai $9$ da $9$ .

$f (3) = 0 - 9 + 1$

Passaggio 11.2.2.2

Sottrai $9$ da $0$ .

$f (3) = - 9 + 1$

Passaggio 11.2.2.3

Somma $- 9$ e $1$ .

$f (3) = - 8$

Passaggio 11.2.3

La risposta finale è $- 8$ .

$y = - 8$

Passaggio 12

Calcola la derivata seconda per $x = - 1$ . Se la derivata seconda è positiva, allora si tratta di un minimo locale. Se è negativa, allora è un massimo locale.

$2 (- 1) - 2$

Passaggio 13

Calcola la derivata seconda.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 13.1

Moltiplica $2$ per $- 1$ .

$- 2 - 2$

Passaggio 13.2

Sottrai $2$ da $- 2$ .

$- 4$

Passaggio 14

$x = - 1$ è un massimo locale perché il valore della derivata seconda è negativo. Ciò si definisce test della derivata seconda.

$x = - 1$ è un massimo locale

Passaggio 15

Trova il valore di y quando $x = - 1$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.1

Sostituisci la variabile $x$ con $- 1$ nell'espressione.

$f (- 1) = \frac{{(- 1)}^{3}}{3} - {(- 1)}^{2} - 3 \cdot - 1 + 1$

Passaggio 15.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.1.1

Eleva $- 1$ alla potenza di $3$ .

$f (- 1) = \frac{- 1}{3} - {(- 1)}^{2} - 3 \cdot - 1 + 1$

Passaggio 15.2.1.2

Sposta il negativo davanti alla frazione.

$f (- 1) = - \frac{1}{3} - {(- 1)}^{2} - 3 \cdot - 1 + 1$

Passaggio 15.2.1.3

Moltiplica $- 1$ per ${(- 1)}^{2}$ sommando gli esponenti.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.1.3.1

Moltiplica $- 1$ per ${(- 1)}^{2}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.1.3.1.1

Eleva $- 1$ alla potenza di $1$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + (- 1) {(- 1)}^{2} - 3 \cdot - 1 + 1$

Passaggio 15.2.1.3.1.2

Usa la regola della potenza $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ per combinare gli esponenti.

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + {(- 1)}^{1 + 2} - 3 \cdot - 1 + 1$

Passaggio 15.2.1.3.2

Somma $1$ e $2$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + {(- 1)}^{3} - 3 \cdot - 1 + 1$

Passaggio 15.2.1.4

Eleva $- 1$ alla potenza di $3$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} - 1 - 3 \cdot - 1 + 1$

Passaggio 15.2.1.5

Moltiplica $- 3$ per $- 1$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} - 1 + 3 + 1$

Passaggio 15.2.2

Trova il comune denominatore.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.2.1

Scrivi $- 1$ come una frazione con denominatore $1$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + \frac{- 1}{1} + 3 + 1$

Passaggio 15.2.2.2

Moltiplica $\frac{- 1}{1}$ per $\frac{3}{3}$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + \frac{- 1}{1} \cdot \frac{3}{3} + 3 + 1$

Passaggio 15.2.2.3

Moltiplica $\frac{- 1}{1}$ per $\frac{3}{3}$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3} + 3 + 1$

Passaggio 15.2.2.4

Scrivi $3$ come una frazione con denominatore $1$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3} + \frac{3}{1} + 1$

Passaggio 15.2.2.5

Moltiplica $\frac{3}{1}$ per $\frac{3}{3}$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3} + \frac{3}{1} \cdot \frac{3}{3} + 1$

Passaggio 15.2.2.6

Moltiplica $\frac{3}{1}$ per $\frac{3}{3}$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3} + \frac{3 \cdot 3}{3} + 1$

Passaggio 15.2.2.7

Scrivi $1$ come una frazione con denominatore $1$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3} + \frac{3 \cdot 3}{3} + \frac{1}{1}$

Passaggio 15.2.2.8

Moltiplica $\frac{1}{1}$ per $\frac{3}{3}$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3} + \frac{3 \cdot 3}{3} + \frac{1}{1} \cdot \frac{3}{3}$

Passaggio 15.2.2.9

Moltiplica $\frac{1}{1}$ per $\frac{3}{3}$ .

$f (- 1) = - \frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3} + \frac{3 \cdot 3}{3} + \frac{3}{3}$

Passaggio 15.2.3

Riduci i numeratori su un comune denominatore.

$f (- 1) = \frac{- 1 - 1 \cdot 3 + 3 \cdot 3 + 3}{3}$

Passaggio 15.2.4

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.4.1

Moltiplica $- 1$ per $3$ .

$f (- 1) = \frac{- 1 - 3 + 3 \cdot 3 + 3}{3}$

Passaggio 15.2.4.2

Moltiplica $3$ per $3$ .

$f (- 1) = \frac{- 1 - 3 + 9 + 3}{3}$

Passaggio 15.2.5

Semplifica aggiungendo e sottraendo.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.5.1

Sottrai $3$ da $- 1$ .

$f (- 1) = \frac{- 4 + 9 + 3}{3}$

Passaggio 15.2.5.2

Somma $- 4$ e $9$ .

$f (- 1) = \frac{5 + 3}{3}$

Passaggio 15.2.5.3

Somma $5$ e $3$ .

$f (- 1) = \frac{8}{3}$

Passaggio 15.2.6

La risposta finale è $\frac{8}{3}$ .

$y = \frac{8}{3}$

Passaggio 16

Questi sono gli estremi locali per $f (x) = \frac{x^{3}}{3} - x^{2} - 3 x + 1$ .

$(3, - 8)$ è un minimo locale

$(- 1, \frac{8}{3})$ è un massimo locale

Passaggio 17