Calcolo Esempi

$y = x^{3} - 3 x^{2} - 9 x + 20$

Passaggio 1

Scrivi $y = x^{3} - 3 x^{2} - 9 x + 20$ come funzione.

$f (x) = x^{3} - 3 x^{2} - 9 x + 20$

Passaggio 2

Trova la derivata prima 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 $x^{3} - 3 x^{2} - 9 x + 20$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 2.1.2

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

$3 x^{2} + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 2.2

Calcola $\frac{d}{d x} [- 3 x^{2}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.2.1

Poiché $- 3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 3 x^{2}$ rispetto a $x$ è $- 3 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$3 x^{2} - 3 \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 2.2.2

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

$3 x^{2} - 3 (2 x) + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 2.2.3

Moltiplica $2$ per $- 3$ .

$3 x^{2} - 6 x + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 2.3

Calcola $\frac{d}{d x} [- 9 x]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.3.1

Poiché $- 9$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 9 x$ rispetto a $x$ è $- 9 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 x^{2} - 6 x - 9 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 2.3.2

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

$3 x^{2} - 6 x - 9 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 2.3.3

Moltiplica $- 9$ per $1$ .

$3 x^{2} - 6 x - 9 + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 2.4

Differenzia usando la regola della costante.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.4.1

Poiché $20$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $20$ rispetto a $x$ è $0$ .

$3 x^{2} - 6 x - 9 + 0$

Passaggio 2.4.2

Somma $3 x^{2} - 6 x - 9$ e $0$ .

$3 x^{2} - 6 x - 9$

Passaggio 3

Trova la derivata seconda della funzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $3 x^{2} - 6 x - 9$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 6 x] + \frac{d}{d x} [- 9]$ .

$f'' (x) = \frac{d}{d x} (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 6 x) + \frac{d}{d x} (- 9)$

Passaggio 3.2

Calcola $\frac{d}{d x} [3 x^{2}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.2.1

Poiché $3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $3 x^{2}$ rispetto a $x$ è $3 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$f'' (x) = 3 \frac{d}{d x} (x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 6 x) + \frac{d}{d x} (- 9)$

Passaggio 3.2.2

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

$f'' (x) = 3 (2 x) + \frac{d}{d x} (- 6 x) + \frac{d}{d x} (- 9)$

Passaggio 3.2.3

Moltiplica $2$ per $3$ .

$f'' (x) = 6 x + \frac{d}{d x} (- 6 x) + \frac{d}{d x} (- 9)$

Passaggio 3.3

Calcola $\frac{d}{d x} [- 6 x]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.3.1

Poiché $- 6$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 6 x$ rispetto a $x$ è $- 6 \frac{d}{d x} [x]$ .

$f'' (x) = 6 x - 6 \frac{d}{d x} x + \frac{d}{d x} (- 9)$

Passaggio 3.3.2

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

$f'' (x) = 6 x - 6 \cdot 1 + \frac{d}{d x} (- 9)$

Passaggio 3.3.3

Moltiplica $- 6$ per $1$ .

$f'' (x) = 6 x - 6 + \frac{d}{d x} (- 9)$

Passaggio 3.4

Differenzia usando la regola della costante.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.4.1

Poiché $- 9$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 9$ rispetto a $x$ è $0$ .

$f'' (x) = 6 x - 6 + 0$

Passaggio 3.4.2

Somma $6 x - 6$ e $0$ .

$f'' (x) = 6 x - 6$

Passaggio 4

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

$3 x^{2} - 6 x - 9 = 0$

Passaggio 5

Trova la derivata prima.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.1

Trova la derivata prima.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.1.1

Differenzia.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.1.1.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $x^{3} - 3 x^{2} - 9 x + 20$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 5.1.1.2

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

$3 x^{2} + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 5.1.2

Calcola $\frac{d}{d x} [- 3 x^{2}]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.1.2.1

Poiché $- 3$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 3 x^{2}$ rispetto a $x$ è $- 3 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$3 x^{2} - 3 \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 5.1.2.2

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

$3 x^{2} - 3 (2 x) + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 5.1.2.3

Moltiplica $2$ per $- 3$ .

$3 x^{2} - 6 x + \frac{d}{d x} [- 9 x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 5.1.3

Calcola $\frac{d}{d x} [- 9 x]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.1.3.1

Poiché $- 9$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 9 x$ rispetto a $x$ è $- 9 \frac{d}{d x} [x]$ .

$3 x^{2} - 6 x - 9 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 5.1.3.2

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

$3 x^{2} - 6 x - 9 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 5.1.3.3

Moltiplica $- 9$ per $1$ .

$3 x^{2} - 6 x - 9 + \frac{d}{d x} [20]$

Passaggio 5.1.4

Differenzia usando la regola della costante.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 5.1.4.1

Poiché $20$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $20$ rispetto a $x$ è $0$ .

$3 x^{2} - 6 x - 9 + 0$

Passaggio 5.1.4.2

Somma $3 x^{2} - 6 x - 9$ e $0$ .

$f' (x) = 3 x^{2} - 6 x - 9$

Passaggio 5.2

La derivata prima di $f (x)$ rispetto a $x$ è $3 x^{2} - 6 x - 9$ .

$3 x^{2} - 6 x - 9$

Passaggio 6

Poni la derivata prima uguale a $0$ quindi risolvi l'equazione $3 x^{2} - 6 x - 9 = 0$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1

Poni la derivata prima uguale a $0$ .

$3 x^{2} - 6 x - 9 = 0$

Passaggio 6.2

Scomponi il primo membro dell'equazione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.1

Scomponi $3$ da $3 x^{2} - 6 x - 9$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.1.1

Scomponi $3$ da $3 x^{2}$ .

$3 (x^{2}) - 6 x - 9 = 0$

Passaggio 6.2.1.2

Scomponi $3$ da $- 6 x$ .

$3 (x^{2}) + 3 (- 2 x) - 9 = 0$

Passaggio 6.2.1.3

Scomponi $3$ da $- 9$ .

$3 x^{2} + 3 (- 2 x) + 3 \cdot - 3 = 0$

Passaggio 6.2.1.4

Scomponi $3$ da $3 x^{2} + 3 (- 2 x)$ .

$3 (x^{2} - 2 x) + 3 \cdot - 3 = 0$

Passaggio 6.2.1.5

Scomponi $3$ da $3 (x^{2} - 2 x) + 3 \cdot - 3$ .

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

Passaggio 6.2.2

Scomponi.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.2.1

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

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.2.1.1

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 6.2.2.1.2

Scrivi la forma fattorizzata usando questi interi.

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

Passaggio 6.2.2.2

Rimuovi le parentesi non necessarie.

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

Passaggio 6.3

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 6.4

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

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.4.1

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

$x - 3 = 0$

Passaggio 6.4.2

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

$x = 3$

Passaggio 6.5

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

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.5.1

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

$x + 1 = 0$

Passaggio 6.5.2

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

$x = - 1$

Passaggio 6.6

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

$x = 3, - 1$

Passaggio 7

Trova i valori per cui la derivata è indefinita.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 7.1

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 8

Punti critici da calcolare.

$x = 3, - 1$

Passaggio 9

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.

$6 (3) - 6$

Passaggio 10

Calcola la derivata seconda.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.1

Moltiplica $6$ per $3$ .

$18 - 6$

Passaggio 10.2

Sottrai $6$ da $18$ .

$12$

Passaggio 11

$x = 3$ 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 12

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

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 12.1

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

$f (3) = {(3)}^{3} - 3 {(3)}^{2} - 9 \cdot 3 + 20$

Passaggio 12.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 12.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 12.2.1.1

Eleva $3$ alla potenza di $3$ .

$f (3) = 27 - 3 {(3)}^{2} - 9 \cdot 3 + 20$

Passaggio 12.2.1.2

Eleva $3$ alla potenza di $2$ .

$f (3) = 27 - 3 \cdot 9 - 9 \cdot 3 + 20$

Passaggio 12.2.1.3

Moltiplica $- 3$ per $9$ .

$f (3) = 27 - 27 - 9 \cdot 3 + 20$

Passaggio 12.2.1.4

Moltiplica $- 9$ per $3$ .

$f (3) = 27 - 27 - 27 + 20$

Passaggio 12.2.2

Semplifica aggiungendo e sottraendo.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 12.2.2.1

Sottrai $27$ da $27$ .

$f (3) = 0 - 27 + 20$

Passaggio 12.2.2.2

Sottrai $27$ da $0$ .

$f (3) = - 27 + 20$

Passaggio 12.2.2.3

Somma $- 27$ e $20$ .

$f (3) = - 7$

Passaggio 12.2.3

La risposta finale è $- 7$ .

$y = - 7$

Passaggio 13

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.

$6 (- 1) - 6$

Passaggio 14

Calcola la derivata seconda.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 14.1

Moltiplica $6$ per $- 1$ .

$- 6 - 6$

Passaggio 14.2

Sottrai $6$ da $- 6$ .

$- 12$

Passaggio 15

$x = - 1$ 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 16

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

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 16.1

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

$f (- 1) = {(- 1)}^{3} - 3 {(- 1)}^{2} - 9 \cdot - 1 + 20$

Passaggio 16.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 16.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 16.2.1.1

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

$f (- 1) = - 1 - 3 {(- 1)}^{2} - 9 \cdot - 1 + 20$

Passaggio 16.2.1.2

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

$f (- 1) = - 1 - 3 \cdot 1 - 9 \cdot - 1 + 20$

Passaggio 16.2.1.3

Moltiplica $- 3$ per $1$ .

$f (- 1) = - 1 - 3 - 9 \cdot - 1 + 20$

Passaggio 16.2.1.4

Moltiplica $- 9$ per $- 1$ .

$f (- 1) = - 1 - 3 + 9 + 20$

Passaggio 16.2.2

Semplifica aggiungendo e sottraendo.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 16.2.2.1

Sottrai $3$ da $- 1$ .

$f (- 1) = - 4 + 9 + 20$

Passaggio 16.2.2.2

Somma $- 4$ e $9$ .

$f (- 1) = 5 + 20$

Passaggio 16.2.2.3

Somma $5$ e $20$ .

$f (- 1) = 25$

Passaggio 16.2.3

La risposta finale è $25$ .

$y = 25$

Passaggio 17

Questi sono gli estremi locali per $f (x) = x^{3} - 3 x^{2} - 9 x + 20$ .

$(3, - 7)$ è un minimo locale

$(- 1, 25)$ è un massimo locale

Passaggio 18