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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.
Etapa 1.2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.4
Simplifique a expressão.
Etapa 1.2.4.1
Some e .
Etapa 1.2.4.2
Multiplique por .
Etapa 1.2.5
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.2.6
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.7
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.8
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.9
Multiplique por .
Etapa 1.2.10
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.11
Some e .
Etapa 1.3
Simplifique.
Etapa 1.3.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.3.2
Simplifique o numerador.
Etapa 1.3.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.3.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 1.3.2.1.2
Expanda usando o método FOIL.
Etapa 1.3.2.1.2.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.3.2.1.2.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.3.2.1.2.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.3.2.1.3
Simplifique e combine termos semelhantes.
Etapa 1.3.2.1.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.3.2.1.3.1.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 1.3.2.1.3.1.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.3.2.1.3.1.2.1
Mova .
Etapa 1.3.2.1.3.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 1.3.2.1.3.1.3
Multiplique por .
Etapa 1.3.2.1.3.1.4
Multiplique .
Etapa 1.3.2.1.3.1.4.1
Multiplique por .
Etapa 1.3.2.1.3.1.4.2
Multiplique por .
Etapa 1.3.2.1.3.1.5
Multiplique por .
Etapa 1.3.2.1.3.1.6
Multiplique por .
Etapa 1.3.2.1.3.2
Some e .
Etapa 1.3.2.2
Combine os termos opostos em .
Etapa 1.3.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 1.3.2.2.2
Some e .
Etapa 1.3.2.3
Subtraia de .
Etapa 1.3.2.4
Some e .
Etapa 1.3.3
Fatore de .
Etapa 1.3.3.1
Fatore de .
Etapa 1.3.3.2
Fatore de .
Etapa 1.3.3.3
Fatore de .
Etapa 1.3.4
Fatore de .
Etapa 1.3.5
Reescreva como .
Etapa 1.3.6
Fatore de .
Etapa 1.3.7
Reescreva como .
Etapa 1.3.8
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2
Etapa 2.1
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 2.3
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.3.2
Multiplique por .
Etapa 2.4
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 2.5
Diferencie.
Etapa 2.5.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.5.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.5.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.5.4
Simplifique a expressão.
Etapa 2.5.4.1
Some e .
Etapa 2.5.4.2
Multiplique por .
Etapa 2.5.5
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.5.6
Simplifique somando os termos.
Etapa 2.5.6.1
Multiplique por .
Etapa 2.5.6.2
Some e .
Etapa 2.6
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.6.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.6.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.6.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.7
Simplifique com fatoração.
Etapa 2.7.1
Multiplique por .
Etapa 2.7.2
Fatore de .
Etapa 2.7.2.1
Fatore de .
Etapa 2.7.2.2
Fatore de .
Etapa 2.7.2.3
Fatore de .
Etapa 2.8
Cancele os fatores comuns.
Etapa 2.8.1
Fatore de .
Etapa 2.8.2
Cancele o fator comum.
Etapa 2.8.3
Reescreva a expressão.
Etapa 2.9
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.10
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.11
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.12
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.13
Multiplique por .
Etapa 2.14
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.15
Some e .
Etapa 2.16
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.17
Simplifique a expressão.
Etapa 2.17.1
Multiplique por .
Etapa 2.17.2
Some e .
Etapa 2.18
Simplifique.
Etapa 2.18.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.18.2
Simplifique o numerador.
Etapa 2.18.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.18.2.1.1
Expanda multiplicando cada termo na primeira expressão por cada um dos termos na segunda expressão.
Etapa 2.18.2.1.2
Simplifique cada termo.
Etapa 2.18.2.1.2.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.18.2.1.2.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.18.2.1.2.2.1
Mova .
Etapa 2.18.2.1.2.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.2.2.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.18.2.1.2.2.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.18.2.1.2.2.3
Some e .
Etapa 2.18.2.1.2.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.18.2.1.2.4
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.18.2.1.2.5
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.18.2.1.2.5.1
Mova .
Etapa 2.18.2.1.2.5.2
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.2.6
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.2.7
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.2.8
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.2.9
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.3
Subtraia de .
Etapa 2.18.2.1.4
Some e .
Etapa 2.18.2.1.5
Simplifique cada termo.
Etapa 2.18.2.1.5.1
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.18.2.1.5.1.1
Mova .
Etapa 2.18.2.1.5.1.2
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.5.2
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.6
Expanda usando o método FOIL.
Etapa 2.18.2.1.6.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.18.2.1.6.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.18.2.1.6.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.18.2.1.7
Simplifique e combine termos semelhantes.
Etapa 2.18.2.1.7.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.18.2.1.7.1.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.18.2.1.7.1.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.18.2.1.7.1.2.1
Mova .
Etapa 2.18.2.1.7.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.7.1.2.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.18.2.1.7.1.2.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.18.2.1.7.1.2.3
Some e .
Etapa 2.18.2.1.7.1.3
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.7.1.4
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.7.1.5
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.18.2.1.7.1.6
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.18.2.1.7.1.6.1
Mova .
Etapa 2.18.2.1.7.1.6.2
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.7.1.7
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.7.1.8
Multiplique por .
Etapa 2.18.2.1.7.2
Some e .
Etapa 2.18.2.2
Combine os termos opostos em .
Etapa 2.18.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 2.18.2.2.2
Some e .
Etapa 2.18.2.3
Subtraia de .
Etapa 2.18.2.4
Some e .
Etapa 2.18.3
Fatore de .
Etapa 2.18.3.1
Fatore de .
Etapa 2.18.3.2
Fatore de .
Etapa 2.18.3.3
Fatore de .
Etapa 2.18.3.4
Fatore de .
Etapa 2.18.3.5
Fatore de .
Etapa 2.18.4
Fatore de .
Etapa 2.18.5
Fatore de .
Etapa 2.18.6
Fatore de .
Etapa 2.18.7
Reescreva como .
Etapa 2.18.8
Fatore de .
Etapa 2.18.9
Reescreva como .
Etapa 2.18.10
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.18.11
Multiplique por .
Etapa 2.18.12
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.
Etapa 4.1.2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.4
Simplifique a expressão.
Etapa 4.1.2.4.1
Some e .
Etapa 4.1.2.4.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.2.5
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.2.6
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.7
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.8
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.9
Multiplique por .
Etapa 4.1.2.10
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.11
Some e .
Etapa 4.1.3
Simplifique.
Etapa 4.1.3.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.3.2
Simplifique o numerador.
Etapa 4.1.3.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 4.1.3.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.3.2.1.2
Expanda usando o método FOIL.
Etapa 4.1.3.2.1.2.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.3.2.1.2.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.3.2.1.2.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.3.2.1.3
Simplifique e combine termos semelhantes.
Etapa 4.1.3.2.1.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.2.1
Mova .
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.3
Multiplique por .
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.4
Multiplique .
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.4.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.4.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.5
Multiplique por .
Etapa 4.1.3.2.1.3.1.6
Multiplique por .
Etapa 4.1.3.2.1.3.2
Some e .
Etapa 4.1.3.2.2
Combine os termos opostos em .
Etapa 4.1.3.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 4.1.3.2.2.2
Some e .
Etapa 4.1.3.2.3
Subtraia de .
Etapa 4.1.3.2.4
Some e .
Etapa 4.1.3.3
Fatore de .
Etapa 4.1.3.3.1
Fatore de .
Etapa 4.1.3.3.2
Fatore de .
Etapa 4.1.3.3.3
Fatore de .
Etapa 4.1.3.4
Fatore de .
Etapa 4.1.3.5
Reescreva como .
Etapa 4.1.3.6
Fatore de .
Etapa 4.1.3.7
Reescreva como .
Etapa 4.1.3.8
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
Resolva a equação para .
Etapa 5.3.1
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 5.3.2
Defina como igual a .
Etapa 5.3.3
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 5.3.3.1
Defina como igual a .
Etapa 5.3.3.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 5.3.4
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
Etapa 6
Etapa 6.1
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.
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
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.2
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.3
Multiplique por .
Etapa 9.1.4
Some e .
Etapa 9.1.5
Some e .
Etapa 9.2
Simplifique o denominador.
Etapa 9.2.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.2.2
Multiplique por .
Etapa 9.2.3
Some e .
Etapa 9.2.4
Some e .
Etapa 9.2.5
Um elevado a qualquer potência é um.
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
Subtraia de .
Etapa 11.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 11.2.2.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 11.2.2.2
Multiplique por .
Etapa 11.2.2.3
Some e .
Etapa 11.2.2.4
Some e .
Etapa 11.2.3
Divida por .
Etapa 11.2.4
A resposta final é .
Etapa 12
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 13
Etapa 13.1
Simplifique o numerador.
Etapa 13.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.3
Multiplique por .
Etapa 13.1.4
Subtraia de .
Etapa 13.1.5
Some e .
Etapa 13.2
Simplifique o denominador.
Etapa 13.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 13.2.2
Multiplique por .
Etapa 13.2.3
Subtraia de .
Etapa 13.2.4
Some e .
Etapa 13.2.5
Eleve à potência de .
Etapa 13.3
Reduza a expressão cancelando os fatores comuns.
Etapa 13.3.1
Multiplique por .
Etapa 13.3.2
Cancele o fator comum de e .
Etapa 13.3.2.1
Fatore de .
Etapa 13.3.2.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 13.3.2.2.1
Fatore de .
Etapa 13.3.2.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 13.3.2.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 13.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 14
é um máximo local, porque o valor da segunda derivada é negativo. Isso é conhecido como teste da segunda derivada.
é um máximo local
Etapa 15
Etapa 15.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 15.2
Simplifique o resultado.
Etapa 15.2.1
Subtraia de .
Etapa 15.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 15.2.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 15.2.2.2
Multiplique por .
Etapa 15.2.2.3
Subtraia de .
Etapa 15.2.2.4
Some e .
Etapa 15.2.3
A resposta final é .
Etapa 16
Esses são os extremos locais para .
é um mínimo local
é um máximo local
Etapa 17