Cálculo Exemplos

$y = e^{3 x}$ at $x = \frac{1}{3} \ln (3)$

Etapa 1

Encontre o valor $y$ correspondente para $x = \frac{1}{3} \cdot \ln (3)$ .

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Etapa 1.1

Substitua $\frac{1}{3} \cdot \ln (3)$ por $x$ .

$y = e^{3 (\frac{1}{3} \cdot \ln (3))}$

Etapa 1.2

Simplifique $e^{3 (\frac{1}{3} \cdot \ln (3))}$ .

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Etapa 1.2.1

Simplifique $\frac{1}{3} \ln (3)$ movendo $\frac{1}{3}$ para dentro do logaritmo.

$y = e^{3 \ln (3^{\frac{1}{3}})}$

Etapa 1.2.2

Simplifique $3 \ln (3^{\frac{1}{3}})$ movendo $3$ para dentro do logaritmo.

$y = e^{\ln ({(3^{\frac{1}{3}})}^{3})}$

Etapa 1.2.3

Potenciação e logaritmo são funções inversas.

$y = {(3^{\frac{1}{3}})}^{3}$

Etapa 1.2.4

Multiplique os expoentes em ${(3^{\frac{1}{3}})}^{3}$ .

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Etapa 1.2.4.1

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

$y = 3^{\frac{1}{3} \cdot 3}$

Etapa 1.2.4.2

Cancele o fator comum de $3$ .

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Etapa 1.2.4.2.1

Cancele o fator comum.

$y = 3^{\frac{1}{3} \cdot 3}$

Etapa 1.2.4.2.2

Reescreva a expressão.

$y = 3^{1}$

Etapa 1.2.5

Avalie o expoente.

$y = 3$

Etapa 2

Encontre a primeira derivada e avalie em $x = \frac{1}{3} \ln (3)$ e $y = 3$ para encontrar a inclinação da reta tangente.

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Etapa 2.1

Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ é $f' (g (x)) g' (x)$ , em que $f (x) = e^{x}$ e $g (x) = 3 x$ .

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Etapa 2.1.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u$ como $3 x$ .

$\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [3 x]$

Etapa 2.1.2

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ é $a^{u} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$e^{u} \frac{d}{d x} [3 x]$

Etapa 2.1.3

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $3 x$ .

$e^{3 x} \frac{d}{d x} [3 x]$

Etapa 2.2

Diferencie.

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Etapa 2.2.1

Como $3$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $3 x$ em relação a $x$ é $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$e^{3 x} (3 \frac{d}{d x} [x])$

Etapa 2.2.2

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

$e^{3 x} (3 \cdot 1)$

Etapa 2.2.3

Simplifique a expressão.

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Etapa 2.2.3.1

Multiplique $3$ por $1$ .

$e^{3 x} \cdot 3$

Etapa 2.2.3.2

Mova $3$ para a esquerda de $e^{3 x}$ .

$3 e^{3 x}$

Etapa 2.3

Avalie a derivada em $x = \frac{1}{3} \cdot \ln (3)$ .

$3 e^{3 (\frac{1}{3} \cdot \ln (3))}$

Etapa 2.4

Simplifique.

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Etapa 2.4.1

Simplifique $\frac{1}{3} \ln (3)$ movendo $\frac{1}{3}$ para dentro do logaritmo.

$3 e^{3 \ln (3^{\frac{1}{3}})}$

Etapa 2.4.2

Simplifique $3 \ln (3^{\frac{1}{3}})$ movendo $3$ para dentro do logaritmo.

$3 e^{\ln ({(3^{\frac{1}{3}})}^{3})}$

Etapa 2.4.3

Potenciação e logaritmo são funções inversas.

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

Etapa 2.4.4

Multiplique os expoentes em ${(3^{\frac{1}{3}})}^{3}$ .

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Etapa 2.4.4.1

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

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

Etapa 2.4.4.2

Cancele o fator comum de $3$ .

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Etapa 2.4.4.2.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 2.4.4.2.2

Reescreva a expressão.

$3 \cdot 3^{1}$

Etapa 2.4.5

Avalie o expoente.

$3 \cdot 3$

Etapa 2.4.6

Multiplique $3$ por $3$ .

$9$

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 $9$ e um ponto determinado $(\frac{1}{3} \cdot \ln (3), 3)$ 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 $m = \frac{y_{2} - y_{1}}{x_{2} - x_{1}}$ .

$y - (3) = 9 \cdot (x - (\frac{1}{3} \cdot \ln (3)))$

Etapa 3.2

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

$y - 3 = 9 \cdot (x - \ln (3^{\frac{1}{3}}))$

Etapa 3.3

Resolva $y$ .

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Etapa 3.3.1

Simplifique $9 \cdot (x - \ln (3^{\frac{1}{3}}))$ .

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Etapa 3.3.1.1

Reescreva.

$y - 3 = 0 + 0 + 9 \cdot (x - \ln (3^{\frac{1}{3}}))$

Etapa 3.3.1.2

Simplifique somando os zeros.

$y - 3 = 9 \cdot (x - \ln (3^{\frac{1}{3}}))$

Etapa 3.3.1.3

Aplique a propriedade distributiva.

$y - 3 = 9 x + 9 (- \ln (3^{\frac{1}{3}}))$

Etapa 3.3.1.4

Multiplique $9 (- \ln (3^{\frac{1}{3}}))$ .

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Etapa 3.3.1.4.1

Multiplique $- 1$ por $9$ .

$y - 3 = 9 x - 9 \ln (3^{\frac{1}{3}})$

Etapa 3.3.1.4.2

Simplifique $- 9 \ln (3^{\frac{1}{3}})$ movendo $9$ para dentro do logaritmo.

$y - 3 = 9 x - \ln ({(3^{\frac{1}{3}})}^{9})$

Etapa 3.3.1.5

Simplifique cada termo.

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Etapa 3.3.1.5.1

Multiplique os expoentes em ${(3^{\frac{1}{3}})}^{9}$ .

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Etapa 3.3.1.5.1.1

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

$y - 3 = 9 x - \ln (3^{\frac{1}{3} \cdot 9})$

Etapa 3.3.1.5.1.2

Cancele o fator comum de $3$ .

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Etapa 3.3.1.5.1.2.1

Fatore $3$ de $9$ .

$y - 3 = 9 x - \ln (3^{\frac{1}{3} \cdot (3 (3))})$

Etapa 3.3.1.5.1.2.2

Cancele o fator comum.

$y - 3 = 9 x - \ln (3^{\frac{1}{3} \cdot (3 \cdot 3)})$

Etapa 3.3.1.5.1.2.3

Reescreva a expressão.

$y - 3 = 9 x - \ln (3^{3})$

Etapa 3.3.1.5.2

Eleve $3$ à potência de $3$ .

$y - 3 = 9 x - \ln (27)$

Etapa 3.3.2

Some $3$ aos dois lados da equação.

$y = 9 x - \ln (27) + 3$

Etapa 4