Calcolo Esempi

$f (x) = {(2 x^{2} - 8)}^{2}$

Passaggio 1

Trova la derivata prima della funzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1

Differenzia usando la regola della catena, che indica che $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ è $f' (g (x)) g' (x)$ dove $f (x) = x^{2}$ e $g (x) = 2 x^{2} - 8$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1.1

Per applicare la regola della catena, imposta $u$ come $2 x^{2} - 8$ .

$\frac{d}{d u} [u^{2}] \frac{d}{d x} [2 x^{2} - 8]$

Passaggio 1.1.2

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ è $n u^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

$2 u \frac{d}{d x} [2 x^{2} - 8]$

Passaggio 1.1.3

Sostituisci tutte le occorrenze di $u$ con $2 x^{2} - 8$ .

$2 (2 x^{2} - 8) \frac{d}{d x} [2 x^{2} - 8]$

Passaggio 1.2

Differenzia.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.2.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $2 x^{2} - 8$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [2 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 8]$ .

$2 (2 x^{2} - 8) (\frac{d}{d x} [2 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 8])$

Passaggio 1.2.2

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

$2 (2 x^{2} - 8) (2 \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 8])$

Passaggio 1.2.3

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

$2 (2 x^{2} - 8) (2 (2 x) + \frac{d}{d x} [- 8])$

Passaggio 1.2.4

Moltiplica $2$ per $2$ .

$2 (2 x^{2} - 8) (4 x + \frac{d}{d x} [- 8])$

Passaggio 1.2.5

Poiché $- 8$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 8$ rispetto a $x$ è $0$ .

$2 (2 x^{2} - 8) (4 x + 0)$

Passaggio 1.2.6

Semplifica l'espressione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.2.6.1

Somma $4 x$ e $0$ .

$2 (2 x^{2} - 8) (4 x)$

Passaggio 1.2.6.2

Moltiplica $4$ per $2$ .

$8 (2 x^{2} - 8) x$

Passaggio 1.3

Semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.3.1

Applica la proprietà distributiva.

$(8 (2 x^{2}) + 8 \cdot - 8) x$

Passaggio 1.3.2

Applica la proprietà distributiva.

$8 (2 x^{2}) x + 8 \cdot - 8 x$

Passaggio 1.3.3

Raccogli i termini.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.3.3.1

Moltiplica $2$ per $8$ .

$16 x^{2} x + 8 \cdot - 8 x$

Passaggio 1.3.3.2

Eleva $x$ alla potenza di $1$ .

$16 (x^{1} x^{2}) + 8 \cdot - 8 x$

Passaggio 1.3.3.3

Utilizza la regola per la potenza di una potenza $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ per combinare gli esponenti.

$16 x^{1 + 2} + 8 \cdot - 8 x$

Passaggio 1.3.3.4

Somma $1$ e $2$ .

$16 x^{3} + 8 \cdot - 8 x$

Passaggio 1.3.3.5

Moltiplica $8$ per $- 8$ .

$16 x^{3} - 64 x$

Passaggio 2

Trova la derivata seconda della funzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $16 x^{3} - 64 x$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [16 x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 64 x]$ .

$f'' (x) = \frac{d}{d x} (16 x^{3}) + \frac{d}{d x} (- 64 x)$

Passaggio 2.2

Calcola $\frac{d}{d x} [16 x^{3}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.2.1

Poiché $16$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $16 x^{3}$ rispetto a $x$ è $16 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$f'' (x) = 16 \frac{d}{d x} (x^{3}) + \frac{d}{d x} (- 64 x)$

Passaggio 2.2.2

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 3$ .

$f'' (x) = 16 (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 64 x)$

Passaggio 2.2.3

Moltiplica $3$ per $16$ .

$f'' (x) = 48 x^{2} + \frac{d}{d x} (- 64 x)$

Passaggio 2.3

Calcola $\frac{d}{d x} [- 64 x]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.3.1

Poiché $- 64$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 64 x$ rispetto a $x$ è $- 64 \frac{d}{d x} [x]$ .

$f'' (x) = 48 x^{2} - 64 \frac{d}{d x} x$

Passaggio 2.3.2

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 1$ .

$f'' (x) = 48 x^{2} - 64 \cdot 1$

Passaggio 2.3.3

Moltiplica $- 64$ per $1$ .

$f'' (x) = 48 x^{2} - 64$

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.

$16 x^{3} - 64 x = 0$

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

Differenzia usando la regola della catena, che indica che $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ è $f' (g (x)) g' (x)$ dove $f (x) = x^{2}$ e $g (x) = 2 x^{2} - 8$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.1.1

Per applicare la regola della catena, imposta $u$ come $2 x^{2} - 8$ .

$f' (x) = \frac{d}{d u} (u^{2}) \frac{d}{d x} (2 x^{2} - 8)$

Passaggio 4.1.1.2

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ è $n u^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

$f' (x) = 2 u \frac{d}{d x} (2 x^{2} - 8)$

Passaggio 4.1.1.3

Sostituisci tutte le occorrenze di $u$ con $2 x^{2} - 8$ .

$f' (x) = 2 (2 x^{2} - 8) \frac{d}{d x} (2 x^{2} - 8)$

Passaggio 4.1.2

Differenzia.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.2.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $2 x^{2} - 8$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [2 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 8]$ .

$f' (x) = 2 (2 x^{2} - 8) (\frac{d}{d x} (2 x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 8))$

Passaggio 4.1.2.2

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

$f' (x) = 2 (2 x^{2} - 8) (2 \frac{d}{d x} (x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 8))$

Passaggio 4.1.2.3

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 2$ .

$f' (x) = 2 (2 x^{2} - 8) (2 (2 x) + \frac{d}{d x} (- 8))$

Passaggio 4.1.2.4

Moltiplica $2$ per $2$ .

$f' (x) = 2 (2 x^{2} - 8) (4 x + \frac{d}{d x} (- 8))$

Passaggio 4.1.2.5

Poiché $- 8$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 8$ rispetto a $x$ è $0$ .

$f' (x) = 2 (2 x^{2} - 8) (4 x + 0)$

Passaggio 4.1.2.6

Semplifica l'espressione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.2.6.1

Somma $4 x$ e $0$ .

$f' (x) = 2 (2 x^{2} - 8) (4 x)$

Passaggio 4.1.2.6.2

Moltiplica $4$ per $2$ .

$f' (x) = 8 (2 x^{2} - 8) x$

Passaggio 4.1.3

Semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.3.1

Applica la proprietà distributiva.

$f' (x) = (8 (2 x^{2}) + 8 \cdot - 8) x$

Passaggio 4.1.3.2

Applica la proprietà distributiva.

$f' (x) = 8 (2 x^{2}) x + 8 \cdot (- 8 x)$

Passaggio 4.1.3.3

Raccogli i termini.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.3.3.1

Moltiplica $2$ per $8$ .

$f' (x) = 16 x^{2} x + 8 \cdot (- 8 x)$

Passaggio 4.1.3.3.2

Eleva $x$ alla potenza di $1$ .

$f' (x) = 16 (x \cdot x^{2}) + 8 \cdot (- 8 x)$

Passaggio 4.1.3.3.3

Utilizza la regola per la potenza di una potenza $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ per combinare gli esponenti.

$f' (x) = 16 x^{1 + 2} + 8 \cdot (- 8 x)$

Passaggio 4.1.3.3.4

Somma $1$ e $2$ .

$f' (x) = 16 x^{3} + 8 \cdot (- 8 x)$

Passaggio 4.1.3.3.5

Moltiplica $8$ per $- 8$ .

$f' (x) = 16 x^{3} - 64 x$

Passaggio 4.2

La derivata prima di $f (x)$ rispetto a $x$ è $16 x^{3} - 64 x$ .

$16 x^{3} - 64 x$

Passaggio 5

Poni la derivata prima uguale a $0$ quindi risolvi l'equazione $16 x^{3} - 64 x = 0$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.1

Poni la derivata prima uguale a $0$ .

$16 x^{3} - 64 x = 0$

Passaggio 5.2

Scomponi il primo membro dell'equazione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.2.1

Scomponi $16 x$ da $16 x^{3} - 64 x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.2.1.1

Scomponi $16 x$ da $16 x^{3}$ .

$16 x (x^{2}) - 64 x = 0$

Passaggio 5.2.1.2

Scomponi $16 x$ da $- 64 x$ .

$16 x (x^{2}) + 16 x (- 4) = 0$

Passaggio 5.2.1.3

Scomponi $16 x$ da $16 x (x^{2}) + 16 x (- 4)$ .

$16 x (x^{2} - 4) = 0$

Passaggio 5.2.2

Riscrivi $4$ come $2^{2}$ .

$16 x (x^{2} - 2^{2}) = 0$

Passaggio 5.2.3

Scomponi.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.2.3.1

Poiché entrambi i termini sono dei quadrati perfetti, fattorizza utilizzando la formula della differenza di quadrati, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ dove $a = x$ e $b = 2$ .

$16 x ((x + 2) (x - 2)) = 0$

Passaggio 5.2.3.2

Rimuovi le parentesi non necessarie.

$16 x (x + 2) (x - 2) = 0$

Passaggio 5.3

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

$x = 0$

$x + 2 = 0$

$x - 2 = 0$

Passaggio 5.4

Imposta $x$ uguale a $0$ .

$x = 0$

Passaggio 5.5

Imposta $x + 2$ uguale a $0$ e risolvi per $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.5.1

Imposta $x + 2$ uguale a $0$ .

$x + 2 = 0$

Passaggio 5.5.2

Sottrai $2$ da entrambi i lati dell'equazione.

$x = - 2$

Passaggio 5.6

Imposta $x - 2$ uguale a $0$ e risolvi per $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.6.1

Imposta $x - 2$ uguale a $0$ .

$x - 2 = 0$

Passaggio 5.6.2

Somma $2$ a entrambi i lati dell'equazione.

$x = 2$

Passaggio 5.7

La soluzione finale è data da tutti i valori che rendono $16 x (x + 2) (x - 2) = 0$ vera.

$x = 0, - 2, 2$

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.

$x = 0, - 2, 2$

Passaggio 8

Calcola la derivata seconda per $x = 0$ . Se la derivata seconda è positiva, allora si tratta di un minimo locale. Se è negativa, allora è un massimo locale.

$48 {(0)}^{2} - 64$

Passaggio 9

Calcola la derivata seconda.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 9.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 9.1.1

Elevando $0$ a qualsiasi potenza positiva si ottiene $0$ .

$48 \cdot 0 - 64$

Passaggio 9.1.2

Moltiplica $48$ per $0$ .

$0 - 64$

Passaggio 9.2

Sottrai $64$ da $0$ .

$- 64$

Passaggio 10

$x = 0$ è un massimo locale perché il valore della derivata seconda è negativo. Ciò si definisce test della derivata seconda.

$x = 0$ è un massimo locale

Passaggio 11

Trova il valore di y quando $x = 0$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.1

Sostituisci la variabile $x$ con $0$ nell'espressione.

$f (0) = {(2 {(0)}^{2} - 8)}^{2}$

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

Elevando $0$ a qualsiasi potenza positiva si ottiene $0$ .

$f (0) = {(2 \cdot 0 - 8)}^{2}$

Passaggio 11.2.1.2

Moltiplica $2$ per $0$ .

$f (0) = {(0 - 8)}^{2}$

Passaggio 11.2.2

Semplifica l'espressione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 11.2.2.1

Sottrai $8$ da $0$ .

$f (0) = {(- 8)}^{2}$

Passaggio 11.2.2.2

Eleva $- 8$ alla potenza di $2$ .

$f (0) = 64$

Passaggio 11.2.3

La risposta finale è $64$ .

$y = 64$

Passaggio 12

Calcola la derivata seconda per $x = - 2$ . Se la derivata seconda è positiva, allora si tratta di un minimo locale. Se è negativa, allora è un massimo locale.

$48 {(- 2)}^{2} - 64$

Passaggio 13

Calcola la derivata seconda.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 13.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 13.1.1

Eleva $- 2$ alla potenza di $2$ .

$48 \cdot 4 - 64$

Passaggio 13.1.2

Moltiplica $48$ per $4$ .

$192 - 64$

Passaggio 13.2

Sottrai $64$ da $192$ .

$128$

Passaggio 14

$x = - 2$ è un minimo locale perché il valore della derivata seconda è positivo. Ciò si definisce test della derivata seconda.

$x = - 2$ è un minimo locale

Passaggio 15

Trova il valore di y quando $x = - 2$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.1

Sostituisci la variabile $x$ con $- 2$ nell'espressione.

$f (- 2) = {(2 {(- 2)}^{2} - 8)}^{2}$

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 $- 2$ alla potenza di $2$ .

$f (- 2) = {(2 \cdot 4 - 8)}^{2}$

Passaggio 15.2.1.2

Moltiplica $2$ per $4$ .

$f (- 2) = {(8 - 8)}^{2}$

Passaggio 15.2.2

Semplifica l'espressione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.2.1

Sottrai $8$ da $8$ .

$f (- 2) = 0^{2}$

Passaggio 15.2.2.2

Elevando $0$ a qualsiasi potenza positiva si ottiene $0$ .

$f (- 2) = 0$

Passaggio 15.2.3

La risposta finale è $0$ .

$y = 0$

Passaggio 16

Calcola la derivata seconda per $x = 2$ . Se la derivata seconda è positiva, allora si tratta di un minimo locale. Se è negativa, allora è un massimo locale.

$48 {(2)}^{2} - 64$

Passaggio 17

Calcola la derivata seconda.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 17.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 17.1.1

Eleva $2$ alla potenza di $2$ .

$48 \cdot 4 - 64$

Passaggio 17.1.2

Moltiplica $48$ per $4$ .

$192 - 64$

Passaggio 17.2

Sottrai $64$ da $192$ .

$128$

Passaggio 18

$x = 2$ è un minimo locale perché il valore della derivata seconda è positivo. Ciò si definisce test della derivata seconda.

$x = 2$ è un minimo locale

Passaggio 19

Trova il valore di y quando $x = 2$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.1

Sostituisci la variabile $x$ con $2$ nell'espressione.

$f (2) = {(2 {(2)}^{2} - 8)}^{2}$

Passaggio 19.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.2.1.1

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

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.2.1.1.1

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

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.2.1.1.1.1

Eleva $2$ alla potenza di $1$ .

$f (2) = {(2 {(2)}^{2} - 8)}^{2}$

Passaggio 19.2.1.1.1.2

Utilizza la regola per la potenza di una potenza $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ per combinare gli esponenti.

$f (2) = {(2^{1 + 2} - 8)}^{2}$

Passaggio 19.2.1.1.2

Somma $1$ e $2$ .

$f (2) = {(2^{3} - 8)}^{2}$

Passaggio 19.2.1.2

Eleva $2$ alla potenza di $3$ .

$f (2) = {(8 - 8)}^{2}$

Passaggio 19.2.2

Semplifica l'espressione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.2.2.1

Sottrai $8$ da $8$ .

$f (2) = 0^{2}$

Passaggio 19.2.2.2

Elevando $0$ a qualsiasi potenza positiva si ottiene $0$ .

$f (2) = 0$

Passaggio 19.2.3

La risposta finale è $0$ .

$y = 0$

Passaggio 20

Questi sono gli estremi locali per $f (x) = {(2 x^{2} - 8)}^{2}$ .

$(0, 64)$ è un massimo locale

$(- 2, 0)$ è un minimo locale

$(2, 0)$ è un minimo locale

Passaggio 21