Calcolo Esempi

$f (x) = 20 x^{3} - 3 x^{5}$

Passaggio 1

Trova la derivata prima della funzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $20 x^{3} - 3 x^{5}$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [20 x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{5}]$ .

$\frac{d}{d x} [20 x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{5}]$

Passaggio 1.2

Calcola $\frac{d}{d x} [20 x^{3}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.2.1

Poiché $20$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $20 x^{3}$ rispetto a $x$ è $20 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$20 \frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{5}]$

Passaggio 1.2.2

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

$20 (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} [- 3 x^{5}]$

Passaggio 1.2.3

Moltiplica $3$ per $20$ .

$60 x^{2} + \frac{d}{d x} [- 3 x^{5}]$

Passaggio 1.3

Calcola $\frac{d}{d x} [- 3 x^{5}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 1.3.1

Poiché $- 3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 3 x^{5}$ rispetto a $x$ è $- 3 \frac{d}{d x} [x^{5}]$ .

$60 x^{2} - 3 \frac{d}{d x} [x^{5}]$

Passaggio 1.3.2

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 5$ .

$60 x^{2} - 3 (5 x^{4})$

Passaggio 1.3.3

Moltiplica $5$ per $- 3$ .

$60 x^{2} - 15 x^{4}$

Passaggio 1.4

Riordina i termini.

$- 15 x^{4} + 60 x^{2}$

Passaggio 2

Trova la derivata seconda della funzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $- 15 x^{4} + 60 x^{2}$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [- 15 x^{4}] + \frac{d}{d x} [60 x^{2}]$ .

$f'' (x) = \frac{d}{d x} (- 15 x^{4}) + \frac{d}{d x} (60 x^{2})$

Passaggio 2.2

Calcola $\frac{d}{d x} [- 15 x^{4}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.2.1

Poiché $- 15$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 15 x^{4}$ rispetto a $x$ è $- 15 \frac{d}{d x} [x^{4}]$ .

$f'' (x) = - 15 \frac{d}{d x} x^{4} + \frac{d}{d x} (60 x^{2})$

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 $n = 4$ .

$f'' (x) = - 15 (4 x^{3}) + \frac{d}{d x} (60 x^{2})$

Passaggio 2.2.3

Moltiplica $4$ per $- 15$ .

$f'' (x) = - 60 x^{3} + \frac{d}{d x} (60 x^{2})$

Passaggio 2.3

Calcola $\frac{d}{d x} [60 x^{2}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.3.1

Poiché $60$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $60 x^{2}$ rispetto a $x$ è $60 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$f'' (x) = - 60 x^{3} + 60 \frac{d}{d x} (x^{2})$

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 $n = 2$ .

$f'' (x) = - 60 x^{3} + 60 (2 x)$

Passaggio 2.3.3

Moltiplica $2$ per $60$ .

$f'' (x) = - 60 x^{3} + 120 x$

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.

$- 15 x^{4} + 60 x^{2} = 0$

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

Secondo la regola della somma, la derivata di $20 x^{3} - 3 x^{5}$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [20 x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{5}]$ .

$f' (x) = \frac{d}{d x} (20 x^{3}) + \frac{d}{d x} (- 3 x^{5})$

Passaggio 4.1.2

Calcola $\frac{d}{d x} [20 x^{3}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.2.1

Poiché $20$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $20 x^{3}$ rispetto a $x$ è $20 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$f' (x) = 20 \frac{d}{d x} (x^{3}) + \frac{d}{d x} (- 3 x^{5})$

Passaggio 4.1.2.2

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

$f' (x) = 20 (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 3 x^{5})$

Passaggio 4.1.2.3

Moltiplica $3$ per $20$ .

$f' (x) = 60 x^{2} + \frac{d}{d x} (- 3 x^{5})$

Passaggio 4.1.3

Calcola $\frac{d}{d x} [- 3 x^{5}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 4.1.3.1

Poiché $- 3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 3 x^{5}$ rispetto a $x$ è $- 3 \frac{d}{d x} [x^{5}]$ .

$f' (x) = 60 x^{2} - 3 \frac{d}{d x} x^{5}$

Passaggio 4.1.3.2

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 5$ .

$f' (x) = 60 x^{2} - 3 (5 x^{4})$

Passaggio 4.1.3.3

Moltiplica $5$ per $- 3$ .

$f' (x) = 60 x^{2} - 15 x^{4}$

Passaggio 4.1.4

Riordina i termini.

$f' (x) = - 15 x^{4} + 60 x^{2}$

Passaggio 4.2

La derivata prima di $f (x)$ rispetto a $x$ è $- 15 x^{4} + 60 x^{2}$ .

$- 15 x^{4} + 60 x^{2}$

Passaggio 5

Poni la derivata prima uguale a $0$ quindi risolvi l'equazione $- 15 x^{4} + 60 x^{2} = 0$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.1

Poni la derivata prima uguale a $0$ .

$- 15 x^{4} + 60 x^{2} = 0$

Passaggio 5.2

Scomponi il primo membro dell'equazione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.2.1

Riscrivi $x^{4}$ come ${(x^{2})}^{2}$ .

$- 15 {(x^{2})}^{2} + 60 x^{2} = 0$

Passaggio 5.2.2

Sia $u = x^{2}$ . Sostituisci tutte le occorrenze di $x^{2}$ con $u$ .

$- 15 u^{2} + 60 u = 0$

Passaggio 5.2.3

Scomponi $15 u$ da $- 15 u^{2} + 60 u$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.2.3.1

Scomponi $15 u$ da $- 15 u^{2}$ .

$15 u (- u) + 60 u = 0$

Passaggio 5.2.3.2

Scomponi $15 u$ da $60 u$ .

$15 u (- u) + 15 u (4) = 0$

Passaggio 5.2.3.3

Scomponi $15 u$ da $15 u (- u) + 15 u (4)$ .

$15 u (- u + 4) = 0$

Passaggio 5.2.4

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

$15 x^{2} (- x^{2} + 4) = 0$

Passaggio 5.3

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

$x^{2} = 0$

$- x^{2} + 4 = 0$

Passaggio 5.4

Imposta $x^{2}$ uguale a $0$ e risolvi per $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.4.1

Imposta $x^{2}$ uguale a $0$ .

$x^{2} = 0$

Passaggio 5.4.2

Risolvi $x^{2} = 0$ per $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.4.2.1

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$x = \pm \sqrt{0}$

Passaggio 5.4.2.2

Semplifica $\pm \sqrt{0}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.4.2.2.1

Riscrivi $0$ come $0^{2}$ .

$x = \pm \sqrt{0^{2}}$

Passaggio 5.4.2.2.2

Estrai i termini dal radicale, presupponendo numeri reali positivi.

$x = \pm 0$

Passaggio 5.4.2.2.3

Più o meno $0$ è $0$ .

$x = 0$

Passaggio 5.5

Imposta $- x^{2} + 4$ uguale a $0$ e risolvi per $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.5.1

Imposta $- x^{2} + 4$ uguale a $0$ .

$- x^{2} + 4 = 0$

Passaggio 5.5.2

Risolvi $- x^{2} + 4 = 0$ per $x$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.5.2.1

Sottrai $4$ da entrambi i lati dell'equazione.

$- x^{2} = - 4$

Passaggio 5.5.2.2

Dividi per $- 1$ ciascun termine in $- x^{2} = - 4$ e semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.5.2.2.1

Dividi per $- 1$ ciascun termine in $- x^{2} = - 4$ .

$\frac{- x^{2}}{- 1} = \frac{- 4}{- 1}$

Passaggio 5.5.2.2.2

Semplifica il lato sinistro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.5.2.2.2.1

Dividendo due valori negativi si ottiene un valore positivo.

$\frac{x^{2}}{1} = \frac{- 4}{- 1}$

Passaggio 5.5.2.2.2.2

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

$x^{2} = \frac{- 4}{- 1}$

Passaggio 5.5.2.2.3

Semplifica il lato destro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.5.2.2.3.1

Dividi $- 4$ per $- 1$ .

$x^{2} = 4$

Passaggio 5.5.2.3

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$x = \pm \sqrt{4}$

Passaggio 5.5.2.4

Semplifica $\pm \sqrt{4}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.5.2.4.1

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

$x = \pm \sqrt{2^{2}}$

Passaggio 5.5.2.4.2

Estrai i termini dal radicale, presupponendo numeri reali positivi.

$x = \pm 2$

Passaggio 5.5.2.5

La soluzione completa è il risultato delle porzioni positiva e negativa della soluzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.5.2.5.1

Per prima cosa, utilizza il valore positivo di $\pm$ per trovare la prima soluzione.

$x = 2$

Passaggio 5.5.2.5.2

Ora, utilizza il valore negativo del $\pm$ per trovare la seconda soluzione.

$x = - 2$

Passaggio 5.5.2.5.3

La soluzione completa è il risultato delle porzioni positiva e negativa della soluzione.

$x = 2, - 2$

Passaggio 5.6

La soluzione finale è data da tutti i valori che rendono $15 x^{2} (- x^{2} + 4) = 0$ 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.

$- 60 {(0)}^{3} + 120 (0)$

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 $0$ .

$- 60 \cdot 0 + 120 (0)$

Passaggio 9.1.2

Moltiplica $- 60$ per $0$ .

$0 + 120 (0)$

Passaggio 9.1.3

Moltiplica $120$ per $0$ .

$0 + 0$

Passaggio 9.2

Somma $0$ e $0$ .

$0$

Passaggio 10

Poiché c'è almeno un punto con una derivata seconda $0$ o indefinita, applica il test della derivata prima.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.1

Dividi $(- \infty, \infty)$ in intervalli separati intorno ai valori $x$ che rendono la derivata prima $0$ o indefinita.

$(- \infty, - 2) \cup (- 2, 0) \cup (0, 2) \cup (2, \infty)$

Passaggio 10.2

Sostituisci qualsiasi numero, come ad esempio $- 4$ , dall'intervallo $(- \infty, - 2)$ nella derivata prima $- 15 x^{4} + 60 x^{2}$ per controllare se il risultato è negativo o positivo.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.2.1

Sostituisci la variabile $x$ con $- 4$ nell'espressione.

$f' (- 4) = - 15 {(- 4)}^{4} + 60 {(- 4)}^{2}$

Passaggio 10.2.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.2.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.2.2.1.1

Eleva $- 4$ alla potenza di $4$ .

$f' (- 4) = - 15 \cdot 256 + 60 {(- 4)}^{2}$

Passaggio 10.2.2.1.2

Moltiplica $- 15$ per $256$ .

$f' (- 4) = - 3840 + 60 {(- 4)}^{2}$

Passaggio 10.2.2.1.3

Eleva $- 4$ alla potenza di $2$ .

$f' (- 4) = - 3840 + 60 \cdot 16$

Passaggio 10.2.2.1.4

Moltiplica $60$ per $16$ .

$f' (- 4) = - 3840 + 960$

Passaggio 10.2.2.2

Somma $- 3840$ e $960$ .

$f' (- 4) = - 2880$

Passaggio 10.2.2.3

La risposta finale è $- 2880$ .

$- 2880$

Passaggio 10.3

Sostituisci qualsiasi numero, come ad esempio $- 1$ , dall'intervallo $(- 2, 0)$ nella derivata prima $- 15 x^{4} + 60 x^{2}$ per controllare se il risultato è negativo o positivo.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.3.1

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

$f' (- 1) = - 15 {(- 1)}^{4} + 60 {(- 1)}^{2}$

Passaggio 10.3.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.3.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.3.2.1.1

Eleva $- 1$ alla potenza di $4$ .

$f' (- 1) = - 15 \cdot 1 + 60 {(- 1)}^{2}$

Passaggio 10.3.2.1.2

Moltiplica $- 15$ per $1$ .

$f' (- 1) = - 15 + 60 {(- 1)}^{2}$

Passaggio 10.3.2.1.3

Eleva $- 1$ alla potenza di $2$ .

$f' (- 1) = - 15 + 60 \cdot 1$

Passaggio 10.3.2.1.4

Moltiplica $60$ per $1$ .

$f' (- 1) = - 15 + 60$

Passaggio 10.3.2.2

Somma $- 15$ e $60$ .

$f' (- 1) = 45$

Passaggio 10.3.2.3

La risposta finale è $45$ .

$45$

Passaggio 10.4

Sostituisci qualsiasi numero, come ad esempio $1$ , dall'intervallo $(0, 2)$ nella derivata prima $- 15 x^{4} + 60 x^{2}$ per controllare se il risultato è negativo o positivo.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.4.1

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

$f' (1) = - 15 {(1)}^{4} + 60 {(1)}^{2}$

Passaggio 10.4.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.4.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.4.2.1.1

Uno elevato a qualsiasi potenza è uno.

$f' (1) = - 15 \cdot 1 + 60 {(1)}^{2}$

Passaggio 10.4.2.1.2

Moltiplica $- 15$ per $1$ .

$f' (1) = - 15 + 60 {(1)}^{2}$

Passaggio 10.4.2.1.3

Uno elevato a qualsiasi potenza è uno.

$f' (1) = - 15 + 60 \cdot 1$

Passaggio 10.4.2.1.4

Moltiplica $60$ per $1$ .

$f' (1) = - 15 + 60$

Passaggio 10.4.2.2

Somma $- 15$ e $60$ .

$f' (1) = 45$

Passaggio 10.4.2.3

La risposta finale è $45$ .

$45$

Passaggio 10.5

Sostituisci qualsiasi numero, come ad esempio $4$ , dall'intervallo $(2, \infty)$ nella derivata prima $- 15 x^{4} + 60 x^{2}$ per controllare se il risultato è negativo o positivo.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.5.1

Sostituisci la variabile $x$ con $4$ nell'espressione.

$f' (4) = - 15 {(4)}^{4} + 60 {(4)}^{2}$

Passaggio 10.5.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.5.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.5.2.1.1

Eleva $4$ alla potenza di $4$ .

$f' (4) = - 15 \cdot 256 + 60 {(4)}^{2}$

Passaggio 10.5.2.1.2

Moltiplica $- 15$ per $256$ .

$f' (4) = - 3840 + 60 {(4)}^{2}$

Passaggio 10.5.2.1.3

Eleva $4$ alla potenza di $2$ .

$f' (4) = - 3840 + 60 \cdot 16$

Passaggio 10.5.2.1.4

Moltiplica $60$ per $16$ .

$f' (4) = - 3840 + 960$

Passaggio 10.5.2.2

Somma $- 3840$ e $960$ .

$f' (4) = - 2880$

Passaggio 10.5.2.3

La risposta finale è $- 2880$ .

$- 2880$

Passaggio 10.6

Dato che la derivata prima ha cambiato segno da negativo a positivo intorno a $x = - 2$ , allora $x = - 2$ è un minimo locale.

$x = - 2$ è un minimo locale

Passaggio 10.7

Poiché la derivata prima non ha cambiato segno intorno a $x = 0$ , non si tratta né di un minimo né di un massimo locale.

Non è un minimo o un massimo locale

Passaggio 10.8

Dato che la derivata prima ha cambiato segno da positivo a negativo intorno a $x = 2$ , allora $x = 2$ è un massimo locale.

$x = 2$ è un massimo locale

Passaggio 10.9

Questi sono gli estremi locali per $f (x) = 20 x^{3} - 3 x^{5}$ .

$x = - 2$ è un minimo locale

$x = 2$ è un massimo locale

$x = - 2$ è un minimo locale

$x = 2$ è un massimo locale

Passaggio 11