Cálculo Exemplos

$f (x) = \sqrt{x^{2} + 55}$ ; $x = 3$

Etapa 1

Encontre o valor $y$ correspondente para $x = 3$ .

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Etapa 1.1

Substitua $3$ por $x$ .

$y = \sqrt{{(3)}^{2} + 55}$

Etapa 1.2

Simplifique $\sqrt{{(3)}^{2} + 55}$ .

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Etapa 1.2.1

Eleve $3$ à potência de $2$ .

$y = \sqrt{9 + 55}$

Etapa 1.2.2

Some $9$ e $55$ .

$y = \sqrt{64}$

Etapa 1.2.3

Reescreva $64$ como $8^{2}$ .

$y = \sqrt{8^{2}}$

Etapa 1.2.4

Elimine os termos abaixo do radical, presumindo que sejam números reais positivos.

$y = 8$

Etapa 2

Encontre a primeira derivada e avalie em $x = 3$ e $y = 8$ para encontrar a inclinação da reta tangente.

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Etapa 2.1

Use $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ para reescrever $\sqrt{x^{2} + 55}$ como ${(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d x} [{(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}]$

Etapa 2.2

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ e $g (x) = x^{2} + 55$ .

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Etapa 2.2.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u$ como $x^{2} + 55$ .

$\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.2.2

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ é $n u^{n - 1}$ , em que $n = \frac{1}{2}$ .

$\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.2.3

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $x^{2} + 55$ .

$\frac{1}{2} {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.3

Para escrever $- 1$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{2}{2}$ .

$\frac{1}{2} {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.4

Combine $- 1$ e $\frac{2}{2}$ .

$\frac{1}{2} {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.5

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\frac{1}{2} {(x^{2} + 55)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.6

Simplifique o numerador.

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Etapa 2.6.1

Multiplique $- 1$ por $2$ .

$\frac{1}{2} {(x^{2} + 55)}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.6.2

Subtraia $2$ de $1$ .

$\frac{1}{2} {(x^{2} + 55)}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.7

Combine frações.

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Etapa 2.7.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

$\frac{1}{2} {(x^{2} + 55)}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.7.2

Combine $\frac{1}{2}$ e ${(x^{2} + 55)}^{- \frac{1}{2}}$ .

$\frac{{(x^{2} + 55)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.7.3

Mova ${(x^{2} + 55)}^{- \frac{1}{2}}$ para o denominador usando a regra do expoente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 55]$

Etapa 2.8

De acordo com a regra da soma, a derivada de $x^{2} + 55$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [55]$ .

$\frac{1}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [55])$

Etapa 2.9

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 2$ .

$\frac{1}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}} (2 x + \frac{d}{d x} [55])$

Etapa 2.10

Como $55$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $55$ em relação a $x$ é $0$ .

$\frac{1}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}} (2 x + 0)$

Etapa 2.11

Simplifique os termos.

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Etapa 2.11.1

Some $2 x$ e $0$ .

$\frac{1}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}} (2 x)$

Etapa 2.11.2

Combine $2$ e $\frac{1}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{2}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}} x$

Etapa 2.11.3

Combine $\frac{2}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}}$ e $x$ .

$\frac{2 x}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 2.11.4

Cancele o fator comum.

$\frac{2 x}{2 {(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 2.11.5

Reescreva a expressão.

$\frac{x}{{(x^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 2.12

Avalie a derivada em $x = 3$ .

$\frac{3}{{({(3)}^{2} + 55)}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 2.13

Simplifique o denominador.

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Etapa 2.13.1

Eleve $3$ à potência de $2$ .

$\frac{3}{{(9 + 55)}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 2.13.2

Some $9$ e $55$ .

$\frac{3}{64^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 2.13.3

Reescreva $64$ como $8^{2}$ .

$\frac{3}{{(8^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 2.13.4

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{3}{8^{2 (\frac{1}{2})}}$

Etapa 2.13.5

Cancele o fator comum de $2$ .

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Etapa 2.13.5.1

Cancele o fator comum.

$\frac{3}{8^{2 (\frac{1}{2})}}$

Etapa 2.13.5.2

Reescreva a expressão.

$\frac{3}{8^{1}}$

Etapa 2.13.6

Avalie o expoente.

$\frac{3}{8}$

Etapa 3

Substitua os valores de inclinação e ponto na fórmula do ponto-declividade e resolva $y$ .

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Etapa 3.1

Use a inclinação $\frac{3}{8}$ e um ponto determinado $(3, 8)$ para substituir $x_{1}$ e $y_{1}$ na forma do ponto-declividade $y - y_{1} = m (x - x_{1})$ , que é derivada da equação de inclinação $m = \frac{y_{2} - y_{1}}{x_{2} - x_{1}}$ .

$y - (8) = \frac{3}{8} \cdot (x - (3))$

Etapa 3.2

Simplifique a equação e mantenha-a na forma do ponto-declividade.

$y - 8 = \frac{3}{8} \cdot (x - 3)$

Etapa 3.3

Resolva $y$ .

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Etapa 3.3.1

Simplifique $\frac{3}{8} \cdot (x - 3)$ .

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Etapa 3.3.1.1

Reescreva.

$y - 8 = 0 + 0 + \frac{3}{8} \cdot (x - 3)$

Etapa 3.3.1.2

Simplifique somando os zeros.

$y - 8 = \frac{3}{8} \cdot (x - 3)$

Etapa 3.3.1.3

Aplique a propriedade distributiva.

$y - 8 = \frac{3}{8} x + \frac{3}{8} \cdot - 3$

Etapa 3.3.1.4

Combine $\frac{3}{8}$ e $x$ .

$y - 8 = \frac{3 x}{8} + \frac{3}{8} \cdot - 3$

Etapa 3.3.1.5

Multiplique $\frac{3}{8} \cdot - 3$ .

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Etapa 3.3.1.5.1

Combine $\frac{3}{8}$ e $- 3$ .

$y - 8 = \frac{3 x}{8} + \frac{3 \cdot - 3}{8}$

Etapa 3.3.1.5.2

Multiplique $3$ por $- 3$ .

$y - 8 = \frac{3 x}{8} + \frac{- 9}{8}$

Etapa 3.3.1.6

Mova o número negativo para a frente da fração.

$y - 8 = \frac{3 x}{8} - \frac{9}{8}$

Etapa 3.3.2

Mova todos os termos que não contêm $y$ para o lado direito da equação.

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Etapa 3.3.2.1

Some $8$ aos dois lados da equação.

$y = \frac{3 x}{8} - \frac{9}{8} + 8$

Etapa 3.3.2.2

Para escrever $8$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{8}{8}$ .

$y = \frac{3 x}{8} - \frac{9}{8} + 8 \cdot \frac{8}{8}$

Etapa 3.3.2.3

Combine $8$ e $\frac{8}{8}$ .

$y = \frac{3 x}{8} - \frac{9}{8} + \frac{8 \cdot 8}{8}$

Etapa 3.3.2.4

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$y = \frac{3 x}{8} + \frac{- 9 + 8 \cdot 8}{8}$

Etapa 3.3.2.5

Simplifique o numerador.

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Etapa 3.3.2.5.1

Multiplique $8$ por $8$ .

$y = \frac{3 x}{8} + \frac{- 9 + 64}{8}$

Etapa 3.3.2.5.2

Some $- 9$ e $64$ .

$y = \frac{3 x}{8} + \frac{55}{8}$

Etapa 3.3.3

Reordene os termos.

$y = \frac{3}{8} x + \frac{55}{8}$

Etapa 4