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Álgebra Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
Use para reescrever como .
Etapa 1.2
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 1.3
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.3.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.3.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.4
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 1.5
Combine e .
Etapa 1.6
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 1.7
Simplifique o numerador.
Etapa 1.7.1
Multiplique por .
Etapa 1.7.2
Subtraia de .
Etapa 1.8
Combine frações.
Etapa 1.8.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 1.8.2
Combine e .
Etapa 1.8.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 1.8.4
Combine e .
Etapa 1.9
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.10
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.11
Some e .
Etapa 1.12
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.13
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.14
Combine frações.
Etapa 1.14.1
Multiplique por .
Etapa 1.14.2
Combine e .
Etapa 1.14.3
Simplifique a expressão.
Etapa 1.14.3.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.14.3.2
Reescreva como .
Etapa 1.14.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 1.15
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.16
Multiplique por .
Etapa 1.17
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 1.18
Combine e .
Etapa 1.19
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 1.20
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.20.1
Mova .
Etapa 1.20.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.20.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 1.20.4
Some e .
Etapa 1.20.5
Divida por .
Etapa 1.21
Simplifique .
Etapa 1.22
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.23
Simplifique.
Etapa 1.23.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.23.2
Simplifique o numerador.
Etapa 1.23.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.23.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 1.23.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 1.23.2.2
Subtraia de .
Etapa 1.23.3
Fatore de .
Etapa 1.23.4
Reescreva como .
Etapa 1.23.5
Fatore de .
Etapa 1.23.6
Reescreva como .
Etapa 1.23.7
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2
Etapa 2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 2.3
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.3.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 2.3.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.3.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 2.4
Simplifique.
Etapa 2.5
Diferencie.
Etapa 2.5.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.5.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.5.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.5.4
Multiplique por .
Etapa 2.5.5
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.5.6
Simplifique a expressão.
Etapa 2.5.6.1
Some e .
Etapa 2.5.6.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.6
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.6.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.6.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.6.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.7
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.8
Combine e .
Etapa 2.9
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.10
Simplifique o numerador.
Etapa 2.10.1
Multiplique por .
Etapa 2.10.2
Subtraia de .
Etapa 2.11
Combine frações.
Etapa 2.11.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.11.2
Combine e .
Etapa 2.11.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.12
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.13
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.14
Some e .
Etapa 2.15
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.16
Multiplique.
Etapa 2.16.1
Multiplique por .
Etapa 2.16.2
Multiplique por .
Etapa 2.17
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.18
Combine frações.
Etapa 2.18.1
Multiplique por .
Etapa 2.18.2
Multiplique por .
Etapa 2.18.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.19
Simplifique.
Etapa 2.19.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.19.2
Simplifique o numerador.
Etapa 2.19.2.1
Deixe . Substitua em todas as ocorrências de .
Etapa 2.19.2.1.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.19.2.1.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.19.2.1.2.1
Mova .
Etapa 2.19.2.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.19.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 2.19.2.2
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.19.2.3
Simplifique.
Etapa 2.19.2.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.19.2.3.1.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.19.2.3.1.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.19.2.3.1.1.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 2.19.2.3.1.1.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.19.2.3.1.1.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 2.19.2.3.1.2
Simplifique.
Etapa 2.19.2.3.1.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.19.2.3.1.4
Multiplique por .
Etapa 2.19.2.3.1.5
Multiplique por .
Etapa 2.19.2.3.2
Subtraia de .
Etapa 2.19.2.3.3
Some e .
Etapa 2.19.3
Combine os termos.
Etapa 2.19.3.1
Multiplique por .
Etapa 2.19.3.2
Multiplique por .
Etapa 2.19.3.3
Reescreva como um produto.
Etapa 2.19.3.4
Multiplique por .
Etapa 2.19.4
Simplifique o denominador.
Etapa 2.19.4.1
Fatore de .
Etapa 2.19.4.1.1
Fatore de .
Etapa 2.19.4.1.2
Fatore de .
Etapa 2.19.4.1.3
Fatore de .
Etapa 2.19.4.2
Combine expoentes.
Etapa 2.19.4.2.1
Multiplique por .
Etapa 2.19.4.2.2
Eleve à potência de .
Etapa 2.19.4.2.3
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.19.4.2.4
Escreva como uma fração com um denominador comum.
Etapa 2.19.4.2.5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.19.4.2.6
Some e .
Etapa 2.19.5
Fatore de .
Etapa 2.19.6
Reescreva como .
Etapa 2.19.7
Fatore de .
Etapa 2.19.8
Reescreva como .
Etapa 2.19.9
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.19.10
Multiplique por .
Etapa 2.19.11
Multiplique por .
Etapa 3
Para encontrar os valores máximo local e mínimo local da função, defina a derivada como igual a e resolva.
Etapa 4
Etapa 4.1
Encontre a primeira derivada.
Etapa 4.1.1
Use para reescrever como .
Etapa 4.1.2
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 4.1.3
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 4.1.3.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 4.1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.3.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 4.1.4
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 4.1.5
Combine e .
Etapa 4.1.6
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 4.1.7
Simplifique o numerador.
Etapa 4.1.7.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.7.2
Subtraia de .
Etapa 4.1.8
Combine frações.
Etapa 4.1.8.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 4.1.8.2
Combine e .
Etapa 4.1.8.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 4.1.8.4
Combine e .
Etapa 4.1.9
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.10
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.11
Some e .
Etapa 4.1.12
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.13
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.14
Combine frações.
Etapa 4.1.14.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.14.2
Combine e .
Etapa 4.1.14.3
Simplifique a expressão.
Etapa 4.1.14.3.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 4.1.14.3.2
Reescreva como .
Etapa 4.1.14.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 4.1.15
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.16
Multiplique por .
Etapa 4.1.17
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 4.1.18
Combine e .
Etapa 4.1.19
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 4.1.20
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 4.1.20.1
Mova .
Etapa 4.1.20.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 4.1.20.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 4.1.20.4
Some e .
Etapa 4.1.20.5
Divida por .
Etapa 4.1.21
Simplifique .
Etapa 4.1.22
Mova para a esquerda de .
Etapa 4.1.23
Simplifique.
Etapa 4.1.23.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.23.2
Simplifique o numerador.
Etapa 4.1.23.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 4.1.23.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.23.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.23.2.2
Subtraia de .
Etapa 4.1.23.3
Fatore de .
Etapa 4.1.23.4
Reescreva como .
Etapa 4.1.23.5
Fatore de .
Etapa 4.1.23.6
Reescreva como .
Etapa 4.1.23.7
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 4.2
A primeira derivada de com relação a é .
Etapa 5
Etapa 5.1
Defina a primeira derivada como igual a .
Etapa 5.2
Defina o numerador como igual a zero.
Etapa 5.3
Resolva a equação para .
Etapa 5.3.1
Some aos dois lados da equação.
Etapa 5.3.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.3.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.3.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.3.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.3.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.3.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 6
Etapa 6.1
Converta expressões com expoentes fracionários em radicais.
Etapa 6.1.1
Aplique a regra para reescrever a exponenciação como um radical.
Etapa 6.1.2
Qualquer número elevado a é a própria base.
Etapa 6.2
Defina o denominador em como igual a para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 6.3
Resolva .
Etapa 6.3.1
Para remover o radical no lado esquerdo da equação, eleve ao quadrado os dois lados da equação.
Etapa 6.3.2
Simplifique cada lado da equação.
Etapa 6.3.2.1
Use para reescrever como .
Etapa 6.3.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.3.2.2.1
Simplifique .
Etapa 6.3.2.2.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 6.3.2.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 6.3.2.2.1.3
Multiplique os expoentes em .
Etapa 6.3.2.2.1.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 6.3.2.2.1.3.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.3.2.2.1.3.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.3.2.2.1.3.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 6.3.2.2.1.4
Simplifique.
Etapa 6.3.2.2.1.5
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 6.3.2.2.1.6
Multiplique.
Etapa 6.3.2.2.1.6.1
Multiplique por .
Etapa 6.3.2.2.1.6.2
Multiplique por .
Etapa 6.3.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.3.2.3.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 6.3.3
Resolva .
Etapa 6.3.3.1
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 6.3.3.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 6.3.3.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.3.3.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.3.3.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.3.3.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.3.3.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 6.3.3.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.3.3.2.3.1
Divida por .
Etapa 6.4
Defina o radicando em como menor do que para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 6.5
Resolva .
Etapa 6.5.1
Subtraia dos dois lados da desigualdade.
Etapa 6.5.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 6.5.2.1
Divida cada termo em por . Ao multiplicar ou dividir os dois lados de uma desigualdade por um valor negativo, inverta a direção do sinal de desigualdade.
Etapa 6.5.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.5.2.2.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 6.5.2.2.2
Divida por .
Etapa 6.5.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.5.2.3.1
Divida por .
Etapa 6.6
A equação é indefinida quando o denominador é igual a , o argumento de uma raiz quadrada é menor do que ou o argumento de um logaritmo é menor do que ou igual a .
Etapa 7
Pontos críticos para avaliar.
Etapa 8
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 9
Etapa 9.1
Simplifique o numerador.
Etapa 9.1.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.1.2
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.2
Subtraia de .
Etapa 9.2
Simplifique o denominador.
Etapa 9.2.1
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 9.2.2
Combine e .
Etapa 9.2.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 9.2.4
Simplifique o numerador.
Etapa 9.2.4.1
Multiplique por .
Etapa 9.2.4.2
Subtraia de .
Etapa 9.2.5
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.3
Combine e .
Etapa 9.4
Simplifique o numerador.
Etapa 9.4.1
Reescreva como .
Etapa 9.4.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 9.4.3
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 9.4.4
Combine e .
Etapa 9.4.5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 9.4.6
Simplifique o numerador.
Etapa 9.4.6.1
Multiplique por .
Etapa 9.4.6.2
Some e .
Etapa 9.5
Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.
Etapa 9.6
Combine e .
Etapa 9.7
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 10
é um máximo local, porque o valor da segunda derivada é negativo. Isso é conhecido como teste da segunda derivada.
é um máximo local
Etapa 11
Etapa 11.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.2
Simplifique o resultado.
Etapa 11.2.1
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 11.2.2
Combine e .
Etapa 11.2.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 11.2.4
Simplifique o numerador.
Etapa 11.2.4.1
Multiplique por .
Etapa 11.2.4.2
Subtraia de .
Etapa 11.2.5
Reescreva como .
Etapa 11.2.6
Multiplique por .
Etapa 11.2.7
Combine e simplifique o denominador.
Etapa 11.2.7.1
Multiplique por .
Etapa 11.2.7.2
Eleve à potência de .
Etapa 11.2.7.3
Eleve à potência de .
Etapa 11.2.7.4
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 11.2.7.5
Some e .
Etapa 11.2.7.6
Reescreva como .
Etapa 11.2.7.6.1
Use para reescrever como .
Etapa 11.2.7.6.2
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 11.2.7.6.3
Combine e .
Etapa 11.2.7.6.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 11.2.7.6.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 11.2.7.6.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 11.2.7.6.5
Avalie o expoente.
Etapa 11.2.8
Simplifique o numerador.
Etapa 11.2.8.1
Combine usando a regra do produto para radicais.
Etapa 11.2.8.2
Multiplique por .
Etapa 11.2.9
Multiplique .
Etapa 11.2.9.1
Multiplique por .
Etapa 11.2.9.2
Multiplique por .
Etapa 11.2.10
A resposta final é .
Etapa 12
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 13
Etapa 13.1
Simplifique a expressão.
Etapa 13.1.1
Multiplique por .
Etapa 13.1.2
Subtraia de .
Etapa 13.1.3
Reescreva como .
Etapa 13.1.4
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 13.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 13.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 13.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 13.3
Simplifique a expressão.
Etapa 13.3.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 13.3.2
Multiplique por .
Etapa 13.3.3
A expressão contém uma divisão por . A expressão é indefinida.
Indefinido
Etapa 13.4
A expressão contém uma divisão por . A expressão é indefinida.
Indefinido
Indefinido
Etapa 14
Como o teste da primeira derivada falhou, não há um extremo local.
Nenhum extremo local
Etapa 15