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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 1.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências.
Etapa 1.2.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 1.2.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 1.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.3
Mova para a esquerda de .
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
Diferencie.
Etapa 1.4.1
Multiplique por .
Etapa 1.4.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.4.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.4.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.4.5
Simplifique a expressão.
Etapa 1.4.5.1
Some e .
Etapa 1.4.5.2
Multiplique por .
Etapa 1.5
Simplifique.
Etapa 1.5.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.5.2
Simplifique o numerador.
Etapa 1.5.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.5.2.1.1
Reescreva como .
Etapa 1.5.2.1.2
Expanda usando o método FOIL.
Etapa 1.5.2.1.2.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.5.2.1.2.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.5.2.1.2.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.5.2.1.3
Simplifique e combine termos semelhantes.
Etapa 1.5.2.1.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.5.2.1.3.1.1
Multiplique por .
Etapa 1.5.2.1.3.1.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.5.2.1.3.1.3
Reescreva como .
Etapa 1.5.2.1.3.1.4
Reescreva como .
Etapa 1.5.2.1.3.1.5
Multiplique por .
Etapa 1.5.2.1.3.2
Subtraia de .
Etapa 1.5.2.1.4
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.5.2.1.5
Simplifique.
Etapa 1.5.2.1.5.1
Multiplique por .
Etapa 1.5.2.1.5.2
Multiplique por .
Etapa 1.5.2.1.6
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.5.2.1.7
Simplifique.
Etapa 1.5.2.1.7.1
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.5.2.1.7.1.1
Mova .
Etapa 1.5.2.1.7.1.2
Multiplique por .
Etapa 1.5.2.1.7.1.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.5.2.1.7.1.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.5.2.1.7.1.3
Some e .
Etapa 1.5.2.1.7.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.5.2.1.7.2.1
Mova .
Etapa 1.5.2.1.7.2.2
Multiplique por .
Etapa 1.5.2.1.8
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.5.2.1.8.1
Mova .
Etapa 1.5.2.1.8.2
Multiplique por .
Etapa 1.5.2.1.8.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.5.2.1.8.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.5.2.1.8.3
Some e .
Etapa 1.5.2.1.9
Multiplique por .
Etapa 1.5.2.2
Combine os termos opostos em .
Etapa 1.5.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 1.5.2.2.2
Some e .
Etapa 1.5.2.3
Some e .
Etapa 1.5.3
Fatore de .
Etapa 1.5.3.1
Fatore de .
Etapa 1.5.3.2
Fatore de .
Etapa 1.5.3.3
Fatore de .
Etapa 1.5.4
Cancele o fator comum de e .
Etapa 1.5.4.1
Fatore de .
Etapa 1.5.4.2
Reescreva como .
Etapa 1.5.4.3
Fatore de .
Etapa 1.5.4.4
Reescreva como .
Etapa 1.5.4.5
Fatore de .
Etapa 1.5.4.6
Cancele os fatores comuns.
Etapa 1.5.4.6.1
Fatore de .
Etapa 1.5.4.6.2
Cancele o fator comum.
Etapa 1.5.4.6.3
Reescreva a expressão.
Etapa 1.5.5
Multiplique por .
Etapa 1.5.6
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
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências.
Etapa 2.3.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.3.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.3.1.2
Multiplique por .
Etapa 2.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.3.3
Multiplique por .
Etapa 2.4
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.4.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.4.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.5
Simplifique com fatoração.
Etapa 2.5.1
Multiplique por .
Etapa 2.5.2
Fatore de .
Etapa 2.5.2.1
Fatore de .
Etapa 2.5.2.2
Fatore de .
Etapa 2.5.2.3
Fatore de .
Etapa 2.6
Cancele os fatores comuns.
Etapa 2.6.1
Fatore de .
Etapa 2.6.2
Cancele o fator comum.
Etapa 2.6.3
Reescreva a expressão.
Etapa 2.7
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.8
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.9
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.10
Simplifique os termos.
Etapa 2.10.1
Some e .
Etapa 2.10.2
Multiplique por .
Etapa 2.10.3
Subtraia de .
Etapa 2.10.4
Combine e .
Etapa 2.10.5
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.11
Simplifique.
Etapa 2.11.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.11.2
Simplifique cada termo.
Etapa 2.11.2.1
Multiplique por .
Etapa 2.11.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.11.3
Fatore de .
Etapa 2.11.3.1
Fatore de .
Etapa 2.11.3.2
Fatore de .
Etapa 2.11.3.3
Fatore de .
Etapa 2.11.4
Fatore de .
Etapa 2.11.5
Reescreva como .
Etapa 2.11.6
Fatore de .
Etapa 2.11.7
Reescreva como .
Etapa 2.11.8
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.11.9
Multiplique por .
Etapa 2.11.10
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
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 4.1.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências.
Etapa 4.1.2.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 4.1.2.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 4.1.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.3
Mova para a esquerda de .
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
Diferencie.
Etapa 4.1.4.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.4.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.4.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.4.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.4.5
Simplifique a expressão.
Etapa 4.1.4.5.1
Some e .
Etapa 4.1.4.5.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.5
Simplifique.
Etapa 4.1.5.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.5.2
Simplifique o numerador.
Etapa 4.1.5.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 4.1.5.2.1.1
Reescreva como .
Etapa 4.1.5.2.1.2
Expanda usando o método FOIL.
Etapa 4.1.5.2.1.2.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.5.2.1.2.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.5.2.1.2.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.5.2.1.3
Simplifique e combine termos semelhantes.
Etapa 4.1.5.2.1.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 4.1.5.2.1.3.1.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.5.2.1.3.1.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 4.1.5.2.1.3.1.3
Reescreva como .
Etapa 4.1.5.2.1.3.1.4
Reescreva como .
Etapa 4.1.5.2.1.3.1.5
Multiplique por .
Etapa 4.1.5.2.1.3.2
Subtraia de .
Etapa 4.1.5.2.1.4
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.5.2.1.5
Simplifique.
Etapa 4.1.5.2.1.5.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.5.2.1.5.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.5.2.1.6
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.5.2.1.7
Simplifique.
Etapa 4.1.5.2.1.7.1
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 4.1.5.2.1.7.1.1
Mova .
Etapa 4.1.5.2.1.7.1.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.5.2.1.7.1.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 4.1.5.2.1.7.1.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 4.1.5.2.1.7.1.3
Some e .
Etapa 4.1.5.2.1.7.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 4.1.5.2.1.7.2.1
Mova .
Etapa 4.1.5.2.1.7.2.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.5.2.1.8
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 4.1.5.2.1.8.1
Mova .
Etapa 4.1.5.2.1.8.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.5.2.1.8.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 4.1.5.2.1.8.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 4.1.5.2.1.8.3
Some e .
Etapa 4.1.5.2.1.9
Multiplique por .
Etapa 4.1.5.2.2
Combine os termos opostos em .
Etapa 4.1.5.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 4.1.5.2.2.2
Some e .
Etapa 4.1.5.2.3
Some e .
Etapa 4.1.5.3
Fatore de .
Etapa 4.1.5.3.1
Fatore de .
Etapa 4.1.5.3.2
Fatore de .
Etapa 4.1.5.3.3
Fatore de .
Etapa 4.1.5.4
Cancele o fator comum de e .
Etapa 4.1.5.4.1
Fatore de .
Etapa 4.1.5.4.2
Reescreva como .
Etapa 4.1.5.4.3
Fatore de .
Etapa 4.1.5.4.4
Reescreva como .
Etapa 4.1.5.4.5
Fatore de .
Etapa 4.1.5.4.6
Cancele os fatores comuns.
Etapa 4.1.5.4.6.1
Fatore de .
Etapa 4.1.5.4.6.2
Cancele o fator comum.
Etapa 4.1.5.4.6.3
Reescreva a expressão.
Etapa 4.1.5.5
Multiplique por .
Etapa 4.1.5.6
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
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.3.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.3.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.3.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.3.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.3.2.1.2
Divida por .
Etapa 5.3.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.3.3.1
Divida por .
Etapa 6
Etapa 6.1
Defina o denominador em como igual a para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 6.2
Resolva .
Etapa 6.2.1
Defina como igual a .
Etapa 6.2.2
Some aos dois lados da equação.
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
Multiplique por .
Etapa 9.1.2
Some e .
Etapa 9.2
Simplifique o denominador.
Etapa 9.2.1
Subtraia de .
Etapa 9.2.2
Eleve à potência de .
Etapa 9.3
Simplifique a expressão.
Etapa 9.3.1
Multiplique por .
Etapa 9.3.2
Divida por .
Etapa 10
é um mínimo local, porque o valor da segunda derivada é positivo. Isso é conhecido como teste da segunda derivada.
é um mínimo local
Etapa 11
Etapa 11.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.2
Simplifique o resultado.
Etapa 11.2.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 11.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 11.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 11.2.2.2
Eleve à potência de .
Etapa 11.2.3
Divida por .
Etapa 11.2.4
A resposta final é .
Etapa 12
Esses são os extremos locais para .
é um mínimo local
Etapa 13