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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Escreva como uma função.
Etapa 2
Etapa 2.1
Encontre a segunda derivada.
Etapa 2.1.1
Encontre a primeira derivada.
Etapa 2.1.1.1
Use para reescrever como .
Etapa 2.1.1.2
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 2.1.1.3
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.1.1.3.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.1.1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.1.3.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.1.1.4
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.1.1.5
Combine e .
Etapa 2.1.1.6
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.1.1.7
Simplifique o numerador.
Etapa 2.1.1.7.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.1.7.2
Subtraia de .
Etapa 2.1.1.8
Combine frações.
Etapa 2.1.1.8.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.1.1.8.2
Combine e .
Etapa 2.1.1.8.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.1.1.8.4
Combine e .
Etapa 2.1.1.9
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.1.1.10
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.1.11
Some e .
Etapa 2.1.1.12
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.1.13
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.1.14
Combine frações.
Etapa 2.1.1.14.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.1.14.2
Combine e .
Etapa 2.1.1.14.3
Simplifique a expressão.
Etapa 2.1.1.14.3.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.1.1.14.3.2
Reescreva como .
Etapa 2.1.1.14.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.1.1.15
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.1.16
Multiplique por .
Etapa 2.1.1.17
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.1.1.18
Combine e .
Etapa 2.1.1.19
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.1.1.20
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.1.1.20.1
Mova .
Etapa 2.1.1.20.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.1.1.20.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.1.1.20.4
Some e .
Etapa 2.1.1.20.5
Divida por .
Etapa 2.1.1.21
Simplifique .
Etapa 2.1.1.22
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.1.1.23
Simplifique.
Etapa 2.1.1.23.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.1.1.23.2
Simplifique o numerador.
Etapa 2.1.1.23.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.1.1.23.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.1.23.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 2.1.1.23.2.2
Subtraia de .
Etapa 2.1.1.23.3
Fatore de .
Etapa 2.1.1.23.4
Reescreva como .
Etapa 2.1.1.23.5
Fatore de .
Etapa 2.1.1.23.6
Reescreva como .
Etapa 2.1.1.23.7
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.1.2
Encontre a segunda derivada.
Etapa 2.1.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.2
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 2.1.2.3
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.1.2.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.1.2.3.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 2.1.2.3.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.1.2.3.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 2.1.2.4
Simplifique.
Etapa 2.1.2.5
Diferencie.
Etapa 2.1.2.5.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.1.2.5.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.5.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.2.5.4
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.5.5
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.5.6
Simplifique a expressão.
Etapa 2.1.2.5.6.1
Some e .
Etapa 2.1.2.5.6.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.1.2.6
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.1.2.6.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.1.2.6.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.2.6.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.1.2.7
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.1.2.8
Combine e .
Etapa 2.1.2.9
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.1.2.10
Simplifique o numerador.
Etapa 2.1.2.10.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.10.2
Subtraia de .
Etapa 2.1.2.11
Combine frações.
Etapa 2.1.2.11.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.1.2.11.2
Combine e .
Etapa 2.1.2.11.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.1.2.12
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.1.2.13
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.14
Some e .
Etapa 2.1.2.15
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.16
Multiplique.
Etapa 2.1.2.16.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.16.2
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.17
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.2.18
Combine frações.
Etapa 2.1.2.18.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.18.2
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.18.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.1.2.19
Simplifique.
Etapa 2.1.2.19.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.1.2.19.2
Simplifique o numerador.
Etapa 2.1.2.19.2.1
Deixe . Substitua em todas as ocorrências de .
Etapa 2.1.2.19.2.1.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.1.2.19.2.1.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.1.2.19.2.1.2.1
Mova .
Etapa 2.1.2.19.2.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.19.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.19.2.2
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.1.2.19.2.3
Simplifique.
Etapa 2.1.2.19.2.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.1.2.19.2.3.1.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.1.2.19.2.3.1.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.1.2.19.2.3.1.1.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 2.1.2.19.2.3.1.1.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.1.2.19.2.3.1.1.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 2.1.2.19.2.3.1.2
Simplifique.
Etapa 2.1.2.19.2.3.1.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.1.2.19.2.3.1.4
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.19.2.3.1.5
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.19.2.3.2
Subtraia de .
Etapa 2.1.2.19.2.3.3
Some e .
Etapa 2.1.2.19.3
Combine os termos.
Etapa 2.1.2.19.3.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.19.3.2
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.19.3.3
Reescreva como um produto.
Etapa 2.1.2.19.3.4
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.19.4
Simplifique o denominador.
Etapa 2.1.2.19.4.1
Fatore de .
Etapa 2.1.2.19.4.1.1
Fatore de .
Etapa 2.1.2.19.4.1.2
Fatore de .
Etapa 2.1.2.19.4.1.3
Fatore de .
Etapa 2.1.2.19.4.2
Combine expoentes.
Etapa 2.1.2.19.4.2.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.19.4.2.2
Eleve à potência de .
Etapa 2.1.2.19.4.2.3
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.1.2.19.4.2.4
Escreva como uma fração com um denominador comum.
Etapa 2.1.2.19.4.2.5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.1.2.19.4.2.6
Some e .
Etapa 2.1.2.19.5
Fatore de .
Etapa 2.1.2.19.6
Reescreva como .
Etapa 2.1.2.19.7
Fatore de .
Etapa 2.1.2.19.8
Reescreva como .
Etapa 2.1.2.19.9
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.1.2.19.10
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.19.11
Multiplique por .
Etapa 2.1.3
A segunda derivada de com relação a é .
Etapa 2.2
Defina a segunda derivada como igual a e resolva a equação .
Etapa 2.2.1
Defina a segunda derivada como igual a .
Etapa 2.2.2
Defina o numerador como igual a zero.
Etapa 2.2.3
Resolva a equação para .
Etapa 2.2.3.1
Some aos dois lados da equação.
Etapa 2.2.3.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 2.2.3.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 2.2.3.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 2.2.3.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 2.2.3.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.2.3.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 2.2.4
Exclua as soluções que não tornam verdadeira.
Etapa 3
Etapa 3.1
Defina o radicando em como maior do que ou igual a para encontrar onde a expressão está definida.
Etapa 3.2
Resolva .
Etapa 3.2.1
Subtraia dos dois lados da desigualdade.
Etapa 3.2.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 3.2.2.1
Divida cada termo em por . Ao multiplicar ou dividir os dois lados de uma desigualdade por um valor negativo, inverta a direção do sinal de desigualdade.
Etapa 3.2.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 3.2.2.2.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 3.2.2.2.2
Divida por .
Etapa 3.2.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 3.2.2.3.1
Divida por .
Etapa 3.3
O domínio consiste em todos os valores de que tornam a expressão definida.
Notação de intervalo:
Notação de construtor de conjuntos:
Notação de intervalo:
Notação de construtor de conjuntos:
Etapa 4
Crie intervalos em torno dos valores , em que a segunda derivada é zero ou indefinida.
Etapa 5
Etapa 5.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 5.2
Simplifique o resultado.
Etapa 5.2.1
Fatore de .
Etapa 5.2.2
Fatore de .
Etapa 5.2.3
Fatore de .
Etapa 5.2.4
Cancele os fatores comuns.
Etapa 5.2.4.1
Fatore de .
Etapa 5.2.4.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.2.4.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.2.5
Simplifique o numerador.
Etapa 5.2.5.1
Multiplique por .
Etapa 5.2.5.2
Subtraia de .
Etapa 5.2.6
Simplifique o denominador.
Etapa 5.2.6.1
Subtraia de .
Etapa 5.2.6.2
Reescreva como .
Etapa 5.2.6.3
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 5.2.6.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.2.6.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.2.6.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.2.6.5
Eleve à potência de .
Etapa 5.2.7
Reduza a expressão cancelando os fatores comuns.
Etapa 5.2.7.1
Cancele o fator comum de e .
Etapa 5.2.7.1.1
Fatore de .
Etapa 5.2.7.1.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 5.2.7.1.2.1
Fatore de .
Etapa 5.2.7.1.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.2.7.1.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.2.7.2
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 5.2.8
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