Cálculo Exemplos

$x {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}}$

Etapa 1

Diferencie usando a regra do produto, que determina que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ é $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , em que $f (x) = x$ e $g (x) = {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}}$ .

$x \frac{d}{d x} [{(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}}] + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 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 $f (x) = x^{\frac{1}{3}}$ e $g (x) = x^{2} + 5$ .

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Etapa 2.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u$ como $x^{2} + 5$ .

$x (\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{3}}] \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 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 $n = \frac{1}{3}$ .

$x (\frac{1}{3} u^{\frac{1}{3} - 1} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 2.3

Substitua todas as ocorrências de $u$ por $x^{2} + 5$ .

$x (\frac{1}{3} {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3} - 1} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 3

Para escrever $- 1$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{3}{3}$ .

$x (\frac{1}{3} {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 4

Combine $- 1$ e $\frac{3}{3}$ .

$x (\frac{1}{3} {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 5

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$x (\frac{1}{3} {(x^{2} + 5)}^{\frac{1 - 1 \cdot 3}{3}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 6

Simplifique o numerador.

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Etapa 6.1

Multiplique $- 1$ por $3$ .

$x (\frac{1}{3} {(x^{2} + 5)}^{\frac{1 - 3}{3}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 6.2

Subtraia $3$ de $1$ .

$x (\frac{1}{3} {(x^{2} + 5)}^{\frac{- 2}{3}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 7

Combine frações.

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Etapa 7.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

$x (\frac{1}{3} {(x^{2} + 5)}^{- \frac{2}{3}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 7.2

Combine $\frac{1}{3}$ e ${(x^{2} + 5)}^{- \frac{2}{3}}$ .

$x (\frac{{(x^{2} + 5)}^{- \frac{2}{3}}}{3} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 7.3

Mova ${(x^{2} + 5)}^{- \frac{2}{3}}$ para o denominador usando a regra do expoente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$x (\frac{1}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 7.4

Combine $\frac{1}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$ e $x$ .

$\frac{x}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} \frac{d}{d x} [x^{2} + 5] + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 8

De acordo com a regra da soma, a derivada de $x^{2} + 5$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [5]$ .

$\frac{x}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 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 $n = 2$ .

$\frac{x}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} (2 x + \frac{d}{d x} [5]) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 10

Como $5$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $5$ em relação a $x$ é $0$ .

$\frac{x}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} (2 x + 0) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 11

Combine frações.

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Etapa 11.1

Some $2 x$ e $0$ .

$\frac{x}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} (2 x) + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 11.2

Combine $2$ e $\frac{x}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$ .

$\frac{2 x}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} x + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 11.3

Combine $\frac{2 x}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$ e $x$ .

$\frac{2 x \cdot x}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 12

Eleve $x$ à potência de $1$ .

$\frac{2 (x^{1} x)}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 13

Eleve $x$ à potência de $1$ .

$\frac{2 (x^{1} x^{1})}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 14

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$\frac{2 x^{1 + 1}}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 15

Some $1$ e $1$ .

$\frac{2 x^{2}}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \frac{d}{d x} [x]$

Etapa 16

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

$\frac{2 x^{2}}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \cdot 1$

Etapa 17

Multiplique ${(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}}$ por $1$ .

$\frac{2 x^{2}}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}}$

Etapa 18

Para escrever ${(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}}$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$ .

$\frac{2 x^{2}}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \cdot \frac{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 19

Combine ${(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}}$ e $\frac{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$ .

$\frac{2 x^{2}}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}} + \frac{{(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} (3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}})}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 20

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\frac{2 x^{2} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} (3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}})}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 21

Multiplique ${(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}}$ por ${(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}$ somando os expoentes.

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Etapa 21.1

Mova ${(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}$ .

$\frac{2 x^{2} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}} {(x^{2} + 5)}^{\frac{1}{3}} \cdot 3}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 21.2

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$\frac{2 x^{2} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3} + \frac{1}{3}} \cdot 3}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 21.3

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\frac{2 x^{2} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{2 + 1}{3}} \cdot 3}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 21.4

Some $2$ e $1$ .

$\frac{2 x^{2} + {(x^{2} + 5)}^{\frac{3}{3}} \cdot 3}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 21.5

Divida $3$ por $3$ .

$\frac{2 x^{2} + {(x^{2} + 5)}^{1} \cdot 3}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 22

Simplifique ${(x^{2} + 5)}^{1} \cdot 3$ .

$\frac{2 x^{2} + (x^{2} + 5) \cdot 3}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 23

Mova $3$ para a esquerda de $x^{2} + 5$ .

$\frac{2 x^{2} + 3 \cdot (x^{2} + 5)}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 24

Simplifique.

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Etapa 24.1

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{2 x^{2} + 3 x^{2} + 3 \cdot 5}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 24.2

Simplifique o numerador.

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Etapa 24.2.1

Multiplique $3$ por $5$ .

$\frac{2 x^{2} + 3 x^{2} + 15}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 24.2.2

Some $2 x^{2}$ e $3 x^{2}$ .

$\frac{5 x^{2} + 15}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 24.3

Fatore $5$ de $5 x^{2} + 15$ .

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Etapa 24.3.1

Fatore $5$ de $5 x^{2}$ .

$\frac{5 (x^{2}) + 15}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 24.3.2

Fatore $5$ de $15$ .

$\frac{5 x^{2} + 5 \cdot 3}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$

Etapa 24.3.3

Fatore $5$ de $5 x^{2} + 5 \cdot 3$ .

$\frac{5 (x^{2} + 3)}{3 {(x^{2} + 5)}^{\frac{2}{3}}}$