Cálculo Exemplos

Encontre a Concavidade f(x)=3x(x-2)^3
Etapa 1
Find the values where the second derivative is equal to .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1
Encontre a segunda derivada.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1
Encontre a primeira derivada.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.1.2
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 1.1.1.3
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.3.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.1.1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.1.3.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.1.1.4
Diferencie.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.4.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.1.1.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.1.4.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.1.4.4
Simplifique a expressão.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.4.4.1
Some e .
Etapa 1.1.1.4.4.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.4.5
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.1.4.6
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.1.5.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.3
Fatore de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.3.1
Fatore de .
Etapa 1.1.1.5.3.2
Fatore de .
Etapa 1.1.1.5.3.3
Fatore de .
Etapa 1.1.1.5.4
Some e .
Etapa 1.1.1.5.5
Reescreva como .
Etapa 1.1.1.5.6
Expanda usando o método FOIL.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.6.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.1.5.6.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.1.5.6.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.1.5.7
Simplifique e combine termos semelhantes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.7.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.7.1.1
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.7.1.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.1.1.5.7.1.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.7.2
Subtraia de .
Etapa 1.1.1.5.8
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.1.5.9
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.9.1
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.9.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.10
Expanda multiplicando cada termo na primeira expressão por cada um dos termos na segunda expressão.
Etapa 1.1.1.5.11
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.11.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 1.1.1.5.11.2
Multiplique por somando os expoentes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.11.2.1
Mova .
Etapa 1.1.1.5.11.2.2
Multiplique por .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.11.2.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.1.1.5.11.2.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.1.1.5.11.2.3
Some e .
Etapa 1.1.1.5.11.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.11.4
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.11.5
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 1.1.1.5.11.6
Multiplique por somando os expoentes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.1.5.11.6.1
Mova .
Etapa 1.1.1.5.11.6.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.11.7
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.11.8
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.11.9
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.11.10
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.5.12
Subtraia de .
Etapa 1.1.1.5.13
Some e .
Etapa 1.1.2
Encontre a segunda derivada.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.1.2.2
Avalie .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.2.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.2.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.2.2.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.3
Avalie .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.2.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.2.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.2.3.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.4
Avalie .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.2.4.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.2.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.2.4.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.5
Diferencie usando a regra da constante.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.1.2.5.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.2.5.2
Some e .
Etapa 1.1.3
A segunda derivada de com relação a é .
Etapa 1.2
Defina a segunda derivada como igual a e resolva a equação .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.1
Defina a segunda derivada como igual a .
Etapa 1.2.2
Fatore o lado esquerdo da equação.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.2.1
Fatore de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.2.1.1
Fatore de .
Etapa 1.2.2.1.2
Fatore de .
Etapa 1.2.2.1.3
Fatore de .
Etapa 1.2.2.1.4
Fatore de .
Etapa 1.2.2.1.5
Fatore de .
Etapa 1.2.2.2
Fatore.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.2.2.1
Fatore usando o método AC.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.2.2.1.1
Considere a forma . Encontre um par de números inteiros cujo produto é e cuja soma é . Neste caso, cujo produto é e cuja soma é .
Etapa 1.2.2.2.1.2
Escreva a forma fatorada usando estes números inteiros.
Etapa 1.2.2.2.2
Remova os parênteses desnecessários.
Etapa 1.2.3
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 1.2.4
Defina como igual a e resolva para .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.4.1
Defina como igual a .
Etapa 1.2.4.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 1.2.5
Defina como igual a e resolva para .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.5.1
Defina como igual a .
Etapa 1.2.5.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 1.2.6
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
Etapa 2
O domínio da expressão consiste em todos os números reais, exceto quando a expressão é indefinida. Nesse caso, não existe um número real que torne a expressão indefinida.
Notação de intervalo:
Notação de construtor de conjuntos:
Etapa 3
Crie intervalos em torno dos valores , em que a segunda derivada é zero ou indefinida.
Etapa 4
Substitua qualquer número do intervalo na segunda derivada e avalie para determinar a concavidade.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 4.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.2.1.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 4.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 4.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 4.2.2
Simplifique somando os números.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.2.2.1
Some e .
Etapa 4.2.2.2
Some e .
Etapa 4.2.3
A resposta final é .
Etapa 4.3
O gráfico tem concavidade para cima no intervalo porque é positivo.
Concavidade para cima em , já que é positivo
Concavidade para cima em , já que é positivo
Etapa 5
Substitua qualquer número do intervalo na segunda derivada e avalie para determinar a concavidade.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 5.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.2.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 5.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 5.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 5.2.2
Simplifique somando e subtraindo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 5.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 5.2.2.2
Some e .
Etapa 5.2.3
A resposta final é .
Etapa 5.3
O gráfico tem concavidade para baixo no intervalo porque é negativo.
Concavidade para baixo em , já que é negativo
Concavidade para baixo em , já que é negativo
Etapa 6
Substitua qualquer número do intervalo na segunda derivada e avalie para determinar a concavidade.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 6.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 6.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 6.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 6.2.2
Simplifique somando e subtraindo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 6.2.2.2
Some e .
Etapa 6.2.3
A resposta final é .
Etapa 6.3
O gráfico tem concavidade para cima no intervalo porque é positivo.
Concavidade para cima em , já que é positivo
Concavidade para cima em , já que é positivo
Etapa 7
O gráfico tem concavidade para baixo quando a segunda derivada é negativa e concavidade para cima quando a segunda derivada é positiva.
Concavidade para cima em , já que é positivo
Concavidade para baixo em , já que é negativo
Concavidade para cima em , já que é positivo
Etapa 8