Cálculo Exemplos

$y = \ln (\sqrt{\frac{x - 1}{x + 1}})$

Etapa 1

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

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

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 $f (x) = \ln (x)$ e $g (x) = {(\frac{x - 1}{x + 1})}^{\frac{1}{2}}$ .

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Etapa 2.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{1}$ como ${(\frac{x - 1}{x + 1})}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Etapa 2.2

A derivada de $\ln (u_{1})$ em relação a $u_{1}$ é $\frac{1}{u_{1}}$ .

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

Etapa 2.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{1}$ por ${(\frac{x - 1}{x + 1})}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Etapa 3

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 $g (x) = \frac{x - 1}{x + 1}$ .

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Etapa 3.1

Para aplicar a regra da cadeia, defina $u_{2}$ como $\frac{x - 1}{x + 1}$ .

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

Etapa 3.2

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

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

Etapa 3.3

Substitua todas as ocorrências de $u_{2}$ por $\frac{x - 1}{x + 1}$ .

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

Etapa 4

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

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

Etapa 5

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

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

Etapa 6

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

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

Etapa 7

Simplifique o numerador.

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Etapa 7.1

Multiplique $- 1$ por $2$ .

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

Etapa 7.2

Subtraia $2$ de $1$ .

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

Etapa 8

Mova o número negativo para a frente da fração.

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

Etapa 9

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

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

Etapa 10

Diferencie.

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Etapa 10.1

De acordo com a regra da soma, a derivada de $x - 1$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 1]$ .

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

Etapa 10.2

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

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

Etapa 10.3

Como $- 1$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $- 1$ em relação a $x$ é $0$ .

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

Etapa 10.4

Simplifique a expressão.

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Etapa 10.4.1

Some $1$ e $0$ .

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

Etapa 10.4.2

Multiplique $x + 1$ por $1$ .

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

Etapa 10.5

De acordo com a regra da soma, a derivada de $x + 1$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

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

Etapa 10.6

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

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

Etapa 10.7

Como $1$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $1$ em relação a $x$ é $0$ .

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

Etapa 10.8

Combine frações.

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Etapa 10.8.1

Some $1$ e $0$ .

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

Etapa 10.8.2

Multiplique $- 1$ por $1$ .

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

Etapa 10.8.3

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

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

Etapa 10.8.4

Mova $2$ para a esquerda de ${(x + 1)}^{2}$ .

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

Etapa 11

Simplifique.

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Etapa 11.1

Altere o sinal do expoente reescrevendo a base como seu inverso.

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

Etapa 11.2

Aplique a regra do produto a $\frac{x - 1}{x + 1}$ .

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

Etapa 11.3

Aplique a regra do produto a $\frac{x + 1}{x - 1}$ .

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

Etapa 11.4

Aplique a propriedade distributiva.

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

Etapa 11.5

Combine os termos.

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Etapa 11.5.1

Multiplique pelo inverso da fração para dividir por $\frac{{(x - 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(x + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Etapa 11.5.2

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

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

Etapa 11.5.3

Multiplique $- 1$ por $- 1$ .

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

Etapa 11.5.4

Subtraia $x$ de $x$ .

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

Etapa 11.5.5

Some $0$ e $1$ .

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

Etapa 11.5.6

Some $1$ e $1$ .

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

Etapa 11.5.7

Cancele o fator comum de $2$ .

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Etapa 11.5.7.1

Cancele o fator comum.

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

Etapa 11.5.7.2

Reescreva a expressão.

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

Etapa 11.5.8

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

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

Etapa 11.5.9

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

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

Etapa 11.5.10

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

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Etapa 11.5.10.1

Mova ${(x + 1)}^{- \frac{1}{2}}$ .

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

Etapa 11.5.10.2

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

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

Etapa 11.5.10.3

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

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

Etapa 11.5.10.4

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

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

Etapa 11.5.10.5

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

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

Etapa 11.5.10.6

Simplifique o numerador.

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Etapa 11.5.10.6.1

Multiplique $2$ por $2$ .

$\frac{{(x + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(x - 1)}^{\frac{1}{2}}} \cdot \frac{1}{{(x + 1)}^{\frac{- 1 + 4}{2}} {(x - 1)}^{\frac{1}{2}}}$

Etapa 11.5.10.6.2

Some $- 1$ e $4$ .

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

Etapa 11.5.11

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

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

Etapa 11.5.12

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

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Etapa 11.5.12.1

Mova ${(x - 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Etapa 11.5.12.2

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

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

Etapa 11.5.12.3

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

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

Etapa 11.5.12.4

Some $1$ e $1$ .

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

Etapa 11.5.12.5

Divida $2$ por $2$ .

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

Etapa 11.5.13

Simplifique ${(x - 1)}^{1} {(x + 1)}^{\frac{3}{2}}$ .

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

Etapa 11.5.14

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

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

Etapa 11.5.15

Simplifique o denominador.

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Etapa 11.5.15.1

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

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Etapa 11.5.15.1.1

Mova ${(x + 1)}^{- \frac{1}{2}}$ .

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

Etapa 11.5.15.1.2

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

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

Etapa 11.5.15.1.3

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

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

Etapa 11.5.15.1.4

Some $- 1$ e $3$ .

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

Etapa 11.5.15.1.5

Divida $2$ por $2$ .

$\frac{1}{(x - 1) {(x + 1)}^{1}}$

Etapa 11.5.15.2

Simplifique $(x - 1) {(x + 1)}^{1}$ .

$\frac{1}{(x - 1) (x + 1)}$

Etapa 11.6

Reordene os termos.

$\frac{1}{(x + 1) (x - 1)}$