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Calcolo Esempi
Passaggio 1
Passaggio 1.1
Differenzia usando la regola del quoziente, che indica che è dove e .
Passaggio 1.2
Differenzia.
Passaggio 1.2.1
Differenzia usando la regola di potenza, che indica che è dove .
Passaggio 1.2.2
Sposta alla sinistra di .
Passaggio 1.2.3
Secondo la regola della somma, la derivata di rispetto a è .
Passaggio 1.2.4
Differenzia usando la regola di potenza, che indica che è dove .
Passaggio 1.2.5
Poiché è costante rispetto a , la derivata di rispetto a è .
Passaggio 1.2.6
Semplifica l'espressione.
Passaggio 1.2.6.1
Somma e .
Passaggio 1.2.6.2
Moltiplica per .
Passaggio 1.3
Eleva alla potenza di .
Passaggio 1.4
Utilizza la regola per la potenza di una potenza per combinare gli esponenti.
Passaggio 1.5
Somma e .
Passaggio 1.6
Semplifica.
Passaggio 1.6.1
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 1.6.2
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 1.6.3
Semplifica il numeratore.
Passaggio 1.6.3.1
Semplifica ciascun termine.
Passaggio 1.6.3.1.1
Moltiplica per sommando gli esponenti.
Passaggio 1.6.3.1.1.1
Sposta .
Passaggio 1.6.3.1.1.2
Moltiplica per .
Passaggio 1.6.3.1.1.2.1
Eleva alla potenza di .
Passaggio 1.6.3.1.1.2.2
Utilizza la regola per la potenza di una potenza per combinare gli esponenti.
Passaggio 1.6.3.1.1.3
Somma e .
Passaggio 1.6.3.1.2
Moltiplica per .
Passaggio 1.6.3.2
Combina i termini opposti in .
Passaggio 1.6.3.2.1
Sottrai da .
Passaggio 1.6.3.2.2
Somma e .
Passaggio 1.6.4
Sposta il negativo davanti alla frazione.
Passaggio 1.6.5
Semplifica il denominatore.
Passaggio 1.6.5.1
Riscrivi come .
Passaggio 1.6.5.2
Poiché entrambi i termini sono dei quadrati perfetti, fattorizza utilizzando la formula della differenza di quadrati, dove e .
Passaggio 1.6.5.3
Applica la regola del prodotto a .
Passaggio 2
Passaggio 2.1
Poiché è costante rispetto a , la derivata di rispetto a è .
Passaggio 2.2
Differenzia usando la regola del quoziente, che indica che è dove e .
Passaggio 2.3
Differenzia usando la regola di potenza.
Passaggio 2.3.1
Differenzia usando la regola di potenza, che indica che è dove .
Passaggio 2.3.2
Moltiplica per .
Passaggio 2.4
Differenzia usando la regola del prodotto, che indica che è dove e .
Passaggio 2.5
Differenzia usando la regola della catena, che indica che è dove e .
Passaggio 2.5.1
Per applicare la regola della catena, imposta come .
Passaggio 2.5.2
Differenzia usando la regola di potenza, che indica che è dove .
Passaggio 2.5.3
Sostituisci tutte le occorrenze di con .
Passaggio 2.6
Differenzia.
Passaggio 2.6.1
Sposta alla sinistra di .
Passaggio 2.6.2
Secondo la regola della somma, la derivata di rispetto a è .
Passaggio 2.6.3
Differenzia usando la regola di potenza, che indica che è dove .
Passaggio 2.6.4
Poiché è costante rispetto a , la derivata di rispetto a è .
Passaggio 2.6.5
Semplifica l'espressione.
Passaggio 2.6.5.1
Somma e .
Passaggio 2.6.5.2
Moltiplica per .
Passaggio 2.7
Differenzia usando la regola della catena, che indica che è dove e .
Passaggio 2.7.1
Per applicare la regola della catena, imposta come .
Passaggio 2.7.2
Differenzia usando la regola di potenza, che indica che è dove .
Passaggio 2.7.3
Sostituisci tutte le occorrenze di con .
Passaggio 2.8
Differenzia.
Passaggio 2.8.1
Sposta alla sinistra di .
Passaggio 2.8.2
Secondo la regola della somma, la derivata di rispetto a è .
Passaggio 2.8.3
Differenzia usando la regola di potenza, che indica che è dove .
Passaggio 2.8.4
Poiché è costante rispetto a , la derivata di rispetto a è .
Passaggio 2.8.5
Riduci le frazioni.
Passaggio 2.8.5.1
Somma e .
Passaggio 2.8.5.2
Moltiplica per .
Passaggio 2.8.5.3
e .
Passaggio 2.8.5.4
Sposta il negativo davanti alla frazione.
Passaggio 2.9
Semplifica.
Passaggio 2.9.1
Applica la regola del prodotto a .
Passaggio 2.9.2
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 2.9.3
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 2.9.4
Semplifica il numeratore.
Passaggio 2.9.4.1
Scomponi da .
Passaggio 2.9.4.1.1
Scomponi da .
Passaggio 2.9.4.1.2
Scomponi da .
Passaggio 2.9.4.1.3
Scomponi da .
Passaggio 2.9.4.1.4
Scomponi da .
Passaggio 2.9.4.1.5
Scomponi da .
Passaggio 2.9.4.2
Raccogli gli esponenti.
Passaggio 2.9.4.2.1
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.4.2.2
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.4.3
Semplifica ciascun termine.
Passaggio 2.9.4.3.1
Espandi usando il metodo FOIL.
Passaggio 2.9.4.3.1.1
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 2.9.4.3.1.2
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 2.9.4.3.1.3
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 2.9.4.3.2
Combina i termini opposti in .
Passaggio 2.9.4.3.2.1
Riordina i fattori nei termini di e .
Passaggio 2.9.4.3.2.2
Somma e .
Passaggio 2.9.4.3.2.3
Somma e .
Passaggio 2.9.4.3.3
Semplifica ciascun termine.
Passaggio 2.9.4.3.3.1
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.4.3.3.2
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.4.3.4
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 2.9.4.3.5
Moltiplica per sommando gli esponenti.
Passaggio 2.9.4.3.5.1
Sposta .
Passaggio 2.9.4.3.5.2
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.4.3.6
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.4.3.7
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 2.9.4.3.8
Moltiplica per sommando gli esponenti.
Passaggio 2.9.4.3.8.1
Sposta .
Passaggio 2.9.4.3.8.2
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.4.3.9
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.4.4
Combina i termini opposti in .
Passaggio 2.9.4.4.1
Somma e .
Passaggio 2.9.4.4.2
Somma e .
Passaggio 2.9.4.5
Sottrai da .
Passaggio 2.9.4.6
Sottrai da .
Passaggio 2.9.5
Raccogli i termini.
Passaggio 2.9.5.1
Moltiplica gli esponenti in .
Passaggio 2.9.5.1.1
Applica la regola di potenza e moltiplica gli esponenti, .
Passaggio 2.9.5.1.2
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.5.2
Moltiplica gli esponenti in .
Passaggio 2.9.5.2.1
Applica la regola di potenza e moltiplica gli esponenti, .
Passaggio 2.9.5.2.2
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.5.3
Elimina il fattore comune di e .
Passaggio 2.9.5.3.1
Scomponi da .
Passaggio 2.9.5.3.2
Elimina i fattori comuni.
Passaggio 2.9.5.3.2.1
Scomponi da .
Passaggio 2.9.5.3.2.2
Elimina il fattore comune.
Passaggio 2.9.5.3.2.3
Riscrivi l'espressione.
Passaggio 2.9.5.4
Elimina il fattore comune di e .
Passaggio 2.9.5.4.1
Scomponi da .
Passaggio 2.9.5.4.2
Elimina i fattori comuni.
Passaggio 2.9.5.4.2.1
Scomponi da .
Passaggio 2.9.5.4.2.2
Elimina il fattore comune.
Passaggio 2.9.5.4.2.3
Riscrivi l'espressione.
Passaggio 2.9.6
Scomponi da .
Passaggio 2.9.7
Riscrivi come .
Passaggio 2.9.8
Scomponi da .
Passaggio 2.9.9
Riscrivi come .
Passaggio 2.9.10
Sposta il negativo davanti alla frazione.
Passaggio 2.9.11
Moltiplica per .
Passaggio 2.9.12
Moltiplica per .
Passaggio 3
Per trovare i valori locali di minimo e di massimo della funzione, imposta la derivata in modo che sia uguale a e risolvi.
Passaggio 4
Passaggio 4.1
Trova la derivata prima.
Passaggio 4.1.1
Differenzia usando la regola del quoziente, che indica che è dove e .
Passaggio 4.1.2
Differenzia.
Passaggio 4.1.2.1
Differenzia usando la regola di potenza, che indica che è dove .
Passaggio 4.1.2.2
Sposta alla sinistra di .
Passaggio 4.1.2.3
Secondo la regola della somma, la derivata di rispetto a è .
Passaggio 4.1.2.4
Differenzia usando la regola di potenza, che indica che è dove .
Passaggio 4.1.2.5
Poiché è costante rispetto a , la derivata di rispetto a è .
Passaggio 4.1.2.6
Semplifica l'espressione.
Passaggio 4.1.2.6.1
Somma e .
Passaggio 4.1.2.6.2
Moltiplica per .
Passaggio 4.1.3
Eleva alla potenza di .
Passaggio 4.1.4
Utilizza la regola per la potenza di una potenza per combinare gli esponenti.
Passaggio 4.1.5
Somma e .
Passaggio 4.1.6
Semplifica.
Passaggio 4.1.6.1
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 4.1.6.2
Applica la proprietà distributiva.
Passaggio 4.1.6.3
Semplifica il numeratore.
Passaggio 4.1.6.3.1
Semplifica ciascun termine.
Passaggio 4.1.6.3.1.1
Moltiplica per sommando gli esponenti.
Passaggio 4.1.6.3.1.1.1
Sposta .
Passaggio 4.1.6.3.1.1.2
Moltiplica per .
Passaggio 4.1.6.3.1.1.2.1
Eleva alla potenza di .
Passaggio 4.1.6.3.1.1.2.2
Utilizza la regola per la potenza di una potenza per combinare gli esponenti.
Passaggio 4.1.6.3.1.1.3
Somma e .
Passaggio 4.1.6.3.1.2
Moltiplica per .
Passaggio 4.1.6.3.2
Combina i termini opposti in .
Passaggio 4.1.6.3.2.1
Sottrai da .
Passaggio 4.1.6.3.2.2
Somma e .
Passaggio 4.1.6.4
Sposta il negativo davanti alla frazione.
Passaggio 4.1.6.5
Semplifica il denominatore.
Passaggio 4.1.6.5.1
Riscrivi come .
Passaggio 4.1.6.5.2
Poiché entrambi i termini sono dei quadrati perfetti, fattorizza utilizzando la formula della differenza di quadrati, dove e .
Passaggio 4.1.6.5.3
Applica la regola del prodotto a .
Passaggio 4.2
La derivata prima di rispetto a è .
Passaggio 5
Passaggio 5.1
Poni la derivata prima uguale a .
Passaggio 5.2
Poni il numeratore uguale a zero.
Passaggio 5.3
Dividi per ciascun termine in e semplifica.
Passaggio 5.3.1
Dividi per ciascun termine in .
Passaggio 5.3.2
Semplifica il lato sinistro.
Passaggio 5.3.2.1
Elimina il fattore comune di .
Passaggio 5.3.2.1.1
Elimina il fattore comune.
Passaggio 5.3.2.1.2
Dividi per .
Passaggio 5.3.3
Semplifica il lato destro.
Passaggio 5.3.3.1
Dividi per .
Passaggio 6
Passaggio 6.1
Imposta il denominatore in in modo che sia uguale a per individuare dove l'espressione è indefinita.
Passaggio 6.2
Risolvi per .
Passaggio 6.2.1
Se qualsiasi singolo fattore nel lato sinistro dell'equazione è uguale a , l'intera espressione sarà uguale a .
Passaggio 6.2.2
Imposta uguale a e risolvi per .
Passaggio 6.2.2.1
Imposta uguale a .
Passaggio 6.2.2.2
Risolvi per .
Passaggio 6.2.2.2.1
Poni uguale a .
Passaggio 6.2.2.2.2
Sottrai da entrambi i lati dell'equazione.
Passaggio 6.2.3
Imposta uguale a e risolvi per .
Passaggio 6.2.3.1
Imposta uguale a .
Passaggio 6.2.3.2
Risolvi per .
Passaggio 6.2.3.2.1
Poni uguale a .
Passaggio 6.2.3.2.2
Somma a entrambi i lati dell'equazione.
Passaggio 6.2.4
La soluzione finale è data da tutti i valori che rendono vera.
Passaggio 6.3
L'equazione è indefinita dove il denominatore è uguale a , l'argomento di una radice quadrata è minore di o l'argomento di un logaritmo è minore di o uguale a .
Passaggio 7
Punti critici da calcolare.
Passaggio 8
Calcola la derivata seconda per . Se la derivata seconda è positiva, allora si tratta di un minimo locale. Se è negativa, allora è un massimo locale.
Passaggio 9
Passaggio 9.1
Semplifica il numeratore.
Passaggio 9.1.1
Elevando a qualsiasi potenza positiva si ottiene .
Passaggio 9.1.2
Moltiplica per .
Passaggio 9.1.3
Somma e .
Passaggio 9.2
Semplifica il denominatore.
Passaggio 9.2.1
Riscrivi come .
Passaggio 9.2.2
Riscrivi come .
Passaggio 9.2.3
Scomponi da .
Passaggio 9.2.4
Applica la regola del prodotto a .
Passaggio 9.2.5
Eleva alla potenza di .
Passaggio 9.2.6
Moltiplica per sommando gli esponenti.
Passaggio 9.2.6.1
Sposta .
Passaggio 9.2.6.2
Utilizza la regola per la potenza di una potenza per combinare gli esponenti.
Passaggio 9.2.6.3
Somma e .
Passaggio 9.3
Moltiplica per .
Passaggio 9.4
Semplifica il denominatore.
Passaggio 9.4.1
Sottrai da .
Passaggio 9.4.2
Eleva alla potenza di .
Passaggio 9.5
Riduci l'espressione eliminando i fattori comuni.
Passaggio 9.5.1
Moltiplica per .
Passaggio 9.5.2
Elimina il fattore comune di e .
Passaggio 9.5.2.1
Scomponi da .
Passaggio 9.5.2.2
Elimina i fattori comuni.
Passaggio 9.5.2.2.1
Scomponi da .
Passaggio 9.5.2.2.2
Elimina il fattore comune.
Passaggio 9.5.2.2.3
Riscrivi l'espressione.
Passaggio 9.5.3
Sposta il negativo davanti alla frazione.
Passaggio 10
è un massimo locale perché il valore della derivata seconda è negativo. Ciò si definisce test della derivata seconda.
è un massimo locale
Passaggio 11
Passaggio 11.1
Sostituisci la variabile con nell'espressione.
Passaggio 11.2
Semplifica il risultato.
Passaggio 11.2.1
Elevando a qualsiasi potenza positiva si ottiene .
Passaggio 11.2.2
Semplifica il denominatore.
Passaggio 11.2.2.1
Elevando a qualsiasi potenza positiva si ottiene .
Passaggio 11.2.2.2
Sottrai da .
Passaggio 11.2.3
Dividi per .
Passaggio 11.2.4
La risposta finale è .
Passaggio 12
Questi sono gli estremi locali per .
è un massimo locale
Passaggio 13