Cálculo Exemplos
y=x-x2+4x4y=x−x2+4x4
Etapa 1
Diferencie os dois lados da equação.
ddx(y)=ddx(x-x2+4x4)ddx(y)=ddx(x−x2+4x4)
Etapa 2
A derivada de yy em relação a xx é y′.
y′
Etapa 3
Etapa 3.1
Diferencie.
Etapa 3.1.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de x-x2+4x4 com relação a x é ddx[x]+ddx[-x2]+ddx[4x4].
ddx[x]+ddx[-x2]+ddx[4x4]
Etapa 3.1.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que ddx[xn] é nxn-1, em que n=1.
1+ddx[-x2]+ddx[4x4]
1+ddx[-x2]+ddx[4x4]
Etapa 3.2
Avalie ddx[-x2].
Etapa 3.2.1
Como -1 é constante em relação a x, a derivada de -x2 em relação a x é -ddx[x2].
1-ddx[x2]+ddx[4x4]
Etapa 3.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que ddx[xn] é nxn-1, em que n=2.
1-(2x)+ddx[4x4]
Etapa 3.2.3
Multiplique 2 por -1.
1-2x+ddx[4x4]
1-2x+ddx[4x4]
Etapa 3.3
Avalie ddx[4x4].
Etapa 3.3.1
Como 4 é constante em relação a x, a derivada de 4x4 em relação a x é 4ddx[x4].
1-2x+4ddx[x4]
Etapa 3.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que ddx[xn] é nxn-1, em que n=4.
1-2x+4(4x3)
Etapa 3.3.3
Multiplique 4 por 4.
1-2x+16x3
1-2x+16x3
Etapa 3.4
Reordene os termos.
16x3-2x+1
16x3-2x+1
Etapa 4
Reformule a equação definindo o lado esquerdo igual ao lado direito.
y′=16x3-2x+1
Etapa 5
Substitua y′ por dydx.
dydx=16x3-2x+1
Etapa 6
Etapa 6.1
Fatore 16x3-2x+1 usando o teste das raízes racionais.
Etapa 6.1.1
Se uma função polinomial tiver coeficientes inteiros, então todo zero racional terá a forma pq, em que p é um fator da constante e q é um fator do coeficiente de maior ordem.
p=±1
q=±1,±16,±2,±8,±4
Etapa 6.1.2
Encontre todas as combinações de ±pq. Essas são as raízes possíveis da função polinomial.
±1,±0.0625,±0.5,±0.125,±0.25
Etapa 6.1.3
Substitua -0.5 e simplifique a expressão. Nesse caso, a expressão é igual a 0. Portanto, -0.5 é uma raiz do polinômio.
Etapa 6.1.3.1
Substitua -0.5 no polinômio.
16(-0.5)3-2⋅-0.5+1
Etapa 6.1.3.2
Eleve -0.5 à potência de 3.
16⋅-0.125-2⋅-0.5+1
Etapa 6.1.3.3
Multiplique 16 por -0.125.
-2-2⋅-0.5+1
Etapa 6.1.3.4
Multiplique -2 por -0.5.
-2+1+1
Etapa 6.1.3.5
Some -2 e 1.
-1+1
Etapa 6.1.3.6
Some -1 e 1.
0
0
Etapa 6.1.4
Como -0.5 é uma raiz conhecida, divida o polinômio por 2x+1 para encontrar o polinômio do quociente. Então, esse polinômio pode ser usado para encontrar as raízes restantes.
16x3-2x+12x+1
Etapa 6.1.5
Divida 16x3-2x+1 por 2x+1.
Etapa 6.1.5.1
Estabeleça os polinômios a serem divididos. Se não houver um termo para cada expoente, insira um com valor de 0.
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 |
Etapa 6.1.5.2
Divida o termo de ordem mais alta no dividendo 16x3 pelo termo de ordem mais alta no divisor 2x.
8x2 | |||||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 |
Etapa 6.1.5.3
Multiplique o novo termo do quociente pelo divisor.
8x2 | |||||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
+ | 16x3 | + | 8x2 |
Etapa 6.1.5.4
A expressão precisa ser subtraída do dividendo. Portanto, altere todos os sinais em 16x3+8x2.
8x2 | |||||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 |
Etapa 6.1.5.5
Depois de alterar os sinais, some o último dividendo do polinômio multiplicado para encontrar o novo dividendo.
8x2 | |||||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 |
Etapa 6.1.5.6
Tire os próximos termos do dividendo original e os coloque no dividendo atual.
8x2 | |||||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x |
Etapa 6.1.5.7
Divida o termo de ordem mais alta no dividendo -8x2 pelo termo de ordem mais alta no divisor 2x.
8x2 | - | 4x | |||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x |
Etapa 6.1.5.8
Multiplique o novo termo do quociente pelo divisor.
8x2 | - | 4x | |||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x | ||||||||
- | 8x2 | - | 4x |
Etapa 6.1.5.9
A expressão precisa ser subtraída do dividendo. Portanto, altere todos os sinais em -8x2-4x.
8x2 | - | 4x | |||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x | ||||||||
+ | 8x2 | + | 4x |
Etapa 6.1.5.10
Depois de alterar os sinais, some o último dividendo do polinômio multiplicado para encontrar o novo dividendo.
8x2 | - | 4x | |||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x | ||||||||
+ | 8x2 | + | 4x | ||||||||
+ | 2x |
Etapa 6.1.5.11
Tire os próximos termos do dividendo original e os coloque no dividendo atual.
8x2 | - | 4x | |||||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x | ||||||||
+ | 8x2 | + | 4x | ||||||||
+ | 2x | + | 1 |
Etapa 6.1.5.12
Divida o termo de ordem mais alta no dividendo 2x pelo termo de ordem mais alta no divisor 2x.
8x2 | - | 4x | + | 1 | |||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x | ||||||||
+ | 8x2 | + | 4x | ||||||||
+ | 2x | + | 1 |
Etapa 6.1.5.13
Multiplique o novo termo do quociente pelo divisor.
8x2 | - | 4x | + | 1 | |||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x | ||||||||
+ | 8x2 | + | 4x | ||||||||
+ | 2x | + | 1 | ||||||||
+ | 2x | + | 1 |
Etapa 6.1.5.14
A expressão precisa ser subtraída do dividendo. Portanto, altere todos os sinais em 2x+1.
8x2 | - | 4x | + | 1 | |||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x | ||||||||
+ | 8x2 | + | 4x | ||||||||
+ | 2x | + | 1 | ||||||||
- | 2x | - | 1 |
Etapa 6.1.5.15
Depois de alterar os sinais, some o último dividendo do polinômio multiplicado para encontrar o novo dividendo.
8x2 | - | 4x | + | 1 | |||||||
2x | + | 1 | 16x3 | + | 0x2 | - | 2x | + | 1 | ||
- | 16x3 | - | 8x2 | ||||||||
- | 8x2 | - | 2x | ||||||||
+ | 8x2 | + | 4x | ||||||||
+ | 2x | + | 1 | ||||||||
- | 2x | - | 1 | ||||||||
0 |
Etapa 6.1.5.16
Já que o resto é 0, a resposta final é o quociente.
8x2-4x+1
8x2-4x+1
Etapa 6.1.6
Escreva 16x3-2x+1 como um conjunto de fatores.
(2x+1)(8x2-4x+1)=0
(2x+1)(8x2-4x+1)=0
Etapa 6.2
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a 0, toda a expressão será igual a 0.
2x+1=0
8x2-4x+1=0
Etapa 6.3
Defina 2x+1 como igual a 0 e resolva para x.
Etapa 6.3.1
Defina 2x+1 como igual a 0.
2x+1=0
Etapa 6.3.2
Resolva 2x+1=0 para x.
Etapa 6.3.2.1
Subtraia 1 dos dois lados da equação.
2x=-1
Etapa 6.3.2.2
Divida cada termo em 2x=-1 por 2 e simplifique.
Etapa 6.3.2.2.1
Divida cada termo em 2x=-1 por 2.
2x2=-12
Etapa 6.3.2.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.3.2.2.2.1
Cancele o fator comum de 2.
Etapa 6.3.2.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
2x2=-12
Etapa 6.3.2.2.2.1.2
Divida x por 1.
x=-12
x=-12
x=-12
Etapa 6.3.2.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.3.2.2.3.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
x=-12
x=-12
x=-12
x=-12
x=-12
Etapa 6.4
Defina 8x2-4x+1 como igual a 0 e resolva para x.
Etapa 6.4.1
Defina 8x2-4x+1 como igual a 0.
8x2-4x+1=0
Etapa 6.4.2
Resolva 8x2-4x+1=0 para x.
Etapa 6.4.2.1
Use a fórmula quadrática para encontrar as soluções.
-b±√b2-4(ac)2a
Etapa 6.4.2.2
Substitua os valores a=8, b=-4 e c=1 na fórmula quadrática e resolva x.
4±√(-4)2-4⋅(8⋅1)2⋅8
Etapa 6.4.2.3
Simplifique.
Etapa 6.4.2.3.1
Simplifique o numerador.
Etapa 6.4.2.3.1.1
Eleve -4 à potência de 2.
x=4±√16-4⋅8⋅12⋅8
Etapa 6.4.2.3.1.2
Multiplique -4⋅8⋅1.
Etapa 6.4.2.3.1.2.1
Multiplique -4 por 8.
x=4±√16-32⋅12⋅8
Etapa 6.4.2.3.1.2.2
Multiplique -32 por 1.
x=4±√16-322⋅8
x=4±√16-322⋅8
Etapa 6.4.2.3.1.3
Subtraia 32 de 16.
x=4±√-162⋅8
Etapa 6.4.2.3.1.4
Reescreva -16 como -1(16).
x=4±√-1⋅162⋅8
Etapa 6.4.2.3.1.5
Reescreva √-1(16) como √-1⋅√16.
x=4±√-1⋅√162⋅8
Etapa 6.4.2.3.1.6
Reescreva √-1 como i.
x=4±i⋅√162⋅8
Etapa 6.4.2.3.1.7
Reescreva 16 como 42.
x=4±i⋅√422⋅8
Etapa 6.4.2.3.1.8
Elimine os termos abaixo do radical, presumindo que sejam números reais positivos.
x=4±i⋅42⋅8
Etapa 6.4.2.3.1.9
Mova 4 para a esquerda de i.
x=4±4i2⋅8
x=4±4i2⋅8
Etapa 6.4.2.3.2
Multiplique 2 por 8.
x=4±4i16
Etapa 6.4.2.3.3
Simplifique 4±4i16.
x=1±i4
x=1±i4
Etapa 6.4.2.4
Simplifique a expressão para resolver a parte + de ±.
Etapa 6.4.2.4.1
Simplifique o numerador.
Etapa 6.4.2.4.1.1
Eleve -4 à potência de 2.
x=4±√16-4⋅8⋅12⋅8
Etapa 6.4.2.4.1.2
Multiplique -4⋅8⋅1.
Etapa 6.4.2.4.1.2.1
Multiplique -4 por 8.
x=4±√16-32⋅12⋅8
Etapa 6.4.2.4.1.2.2
Multiplique -32 por 1.
x=4±√16-322⋅8
x=4±√16-322⋅8
Etapa 6.4.2.4.1.3
Subtraia 32 de 16.
x=4±√-162⋅8
Etapa 6.4.2.4.1.4
Reescreva -16 como -1(16).
x=4±√-1⋅162⋅8
Etapa 6.4.2.4.1.5
Reescreva √-1(16) como √-1⋅√16.
x=4±√-1⋅√162⋅8
Etapa 6.4.2.4.1.6
Reescreva √-1 como i.
x=4±i⋅√162⋅8
Etapa 6.4.2.4.1.7
Reescreva 16 como 42.
x=4±i⋅√422⋅8
Etapa 6.4.2.4.1.8
Elimine os termos abaixo do radical, presumindo que sejam números reais positivos.
x=4±i⋅42⋅8
Etapa 6.4.2.4.1.9
Mova 4 para a esquerda de i.
x=4±4i2⋅8
x=4±4i2⋅8
Etapa 6.4.2.4.2
Multiplique 2 por 8.
x=4±4i16
Etapa 6.4.2.4.3
Simplifique 4±4i16.
x=1±i4
Etapa 6.4.2.4.4
Altere ± para +.
x=1+i4
Etapa 6.4.2.4.5
Divida a fração 1+i4 em duas frações.
x=14+i4
x=14+i4
Etapa 6.4.2.5
Simplifique a expressão para resolver a parte - de ±.
Etapa 6.4.2.5.1
Simplifique o numerador.
Etapa 6.4.2.5.1.1
Eleve -4 à potência de 2.
x=4±√16-4⋅8⋅12⋅8
Etapa 6.4.2.5.1.2
Multiplique -4⋅8⋅1.
Etapa 6.4.2.5.1.2.1
Multiplique -4 por 8.
x=4±√16-32⋅12⋅8
Etapa 6.4.2.5.1.2.2
Multiplique -32 por 1.
x=4±√16-322⋅8
x=4±√16-322⋅8
Etapa 6.4.2.5.1.3
Subtraia 32 de 16.
x=4±√-162⋅8
Etapa 6.4.2.5.1.4
Reescreva -16 como -1(16).
x=4±√-1⋅162⋅8
Etapa 6.4.2.5.1.5
Reescreva √-1(16) como √-1⋅√16.
x=4±√-1⋅√162⋅8
Etapa 6.4.2.5.1.6
Reescreva √-1 como i.
x=4±i⋅√162⋅8
Etapa 6.4.2.5.1.7
Reescreva 16 como 42.
x=4±i⋅√422⋅8
Etapa 6.4.2.5.1.8
Elimine os termos abaixo do radical, presumindo que sejam números reais positivos.
x=4±i⋅42⋅8
Etapa 6.4.2.5.1.9
Mova 4 para a esquerda de i.
x=4±4i2⋅8
x=4±4i2⋅8
Etapa 6.4.2.5.2
Multiplique 2 por 8.
x=4±4i16
Etapa 6.4.2.5.3
Simplifique 4±4i16.
x=1±i4
Etapa 6.4.2.5.4
Altere ± para -.
x=1-i4
Etapa 6.4.2.5.5
Divida a fração 1-i4 em duas frações.
x=14+-i4
Etapa 6.4.2.5.6
Mova o número negativo para a frente da fração.
x=14-i4
x=14-i4
Etapa 6.4.2.6
A resposta final é a combinação das duas soluções.
x=14+i4,14-i4
x=14+i4,14-i4
x=14+i4,14-i4
Etapa 6.5
A solução final são todos os valores que tornam (2x+1)(8x2-4x+1)=0 verdadeiro.
x=-12,14+i4,14-i4
x=-12,14+i4,14-i4
Etapa 7
Etapa 7.1
Remova os parênteses.
y=-12-(-12)2+4(-12)4
Etapa 7.2
Remova os parênteses.
y=(-12)-(-12)2+4(-12)4
Etapa 7.3
Simplifique (-12)-(-12)2+4(-12)4.
Etapa 7.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 7.3.1.1
Use a regra da multiplicação de potências (ab)n=anbn para distribuir o expoente.
Etapa 7.3.1.1.1
Aplique a regra do produto a -12.
y=-12-((-1)2(12)2)+4(-12)4
Etapa 7.3.1.1.2
Aplique a regra do produto a 12.
y=-12-((-1)21222)+4(-12)4
y=-12-((-1)21222)+4(-12)4
Etapa 7.3.1.2
Multiplique -1 por (-1)2 somando os expoentes.
Etapa 7.3.1.2.1
Mova (-1)2.
y=-12+(-1)2⋅-11222+4(-12)4
Etapa 7.3.1.2.2
Multiplique (-1)2 por -1.
Etapa 7.3.1.2.2.1
Eleve -1 à potência de 1.
y=-12+(-1)2⋅(-1)11222+4(-12)4
Etapa 7.3.1.2.2.2
Use a regra da multiplicação de potências aman=am+n para combinar expoentes.
y=-12+(-1)2+11222+4(-12)4
y=-12+(-1)2+11222+4(-12)4
Etapa 7.3.1.2.3
Some 2 e 1.
y=-12+(-1)31222+4(-12)4
y=-12+(-1)31222+4(-12)4
Etapa 7.3.1.3
Eleve -1 à potência de 3.
y=-12-1222+4(-12)4
Etapa 7.3.1.4
Um elevado a qualquer potência é um.
y=-12-122+4(-12)4
Etapa 7.3.1.5
Eleve 2 à potência de 2.
y=-12-14+4(-12)4
Etapa 7.3.1.6
Use a regra da multiplicação de potências (ab)n=anbn para distribuir o expoente.
Etapa 7.3.1.6.1
Aplique a regra do produto a -12.
y=-12-14+4((-1)4(12)4)
Etapa 7.3.1.6.2
Aplique a regra do produto a 12.
y=-12-14+4((-1)41424)
y=-12-14+4((-1)41424)
Etapa 7.3.1.7
Eleve -1 à potência de 4.
y=-12-14+4(11424)
Etapa 7.3.1.8
Multiplique 1424 por 1.
y=-12-14+41424
Etapa 7.3.1.9
Um elevado a qualquer potência é um.
y=-12-14+4124
Etapa 7.3.1.10
Eleve 2 à potência de 4.
y=-12-14+4(116)
Etapa 7.3.1.11
Cancele o fator comum de 4.
Etapa 7.3.1.11.1
Fatore 4 de 16.
y=-12-14+414(4)
Etapa 7.3.1.11.2
Cancele o fator comum.
y=-12-14+414⋅4
Etapa 7.3.1.11.3
Reescreva a expressão.
y=-12-14+14
y=-12-14+14
y=-12-14+14
Etapa 7.3.2
Combine frações.
Etapa 7.3.2.1
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
y=-12+-1+14
Etapa 7.3.2.2
Some -1 e 1.
y=-12+04
y=-12+04
Etapa 7.3.3
Simplifique cada termo.
Etapa 7.3.3.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
y=-12+04
Etapa 7.3.3.2
Divida 0 por 4.
y=-12+0
y=-12+0
Etapa 7.3.4
Some -12 e 0.
y=-12
y=-12
y=-12
Etapa 8
Os valores de x calculados não contêm componentes imaginários.
14+i4 não é um valor válido de x
Etapa 9
Os valores de x calculados não contêm componentes imaginários.
14-i4 não é um valor válido de x
Etapa 10
Encontre os pontos em que dydx=0.
(-12,-12)
Etapa 11