Cálculo Exemplos

$y = x^{4} - 3 x^{2}$

Etapa 1

Escreva $y = x^{4} - 3 x^{2}$ como uma função.

$f (x) = x^{4} - 3 x^{2}$

Etapa 2

Encontre a segunda derivada.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.1

Encontre a primeira derivada.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.1.1

Diferencie.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.1.1.1

De acordo com a regra da soma, a derivada de $x^{4} - 3 x^{2}$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [- 3 x^{2}]$ .

$f' (x) = \frac{d}{d x} (x^{4}) + \frac{d}{d x} (- 3 x^{2})$

Etapa 2.1.1.2

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 4$ .

$f' (x) = 4 x^{3} + \frac{d}{d x} (- 3 x^{2})$

Etapa 2.1.2

Avalie $\frac{d}{d x} [- 3 x^{2}]$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.1.2.1

Como $- 3$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $- 3 x^{2}$ em relação a $x$ é $- 3 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$f' (x) = 4 x^{3} - 3 \frac{d}{d x} x^{2}$

Etapa 2.1.2.2

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

$f' (x) = 4 x^{3} - 3 (2 x)$

Etapa 2.1.2.3

Multiplique $2$ por $- 3$ .

$f' (x) = 4 x^{3} - 6 x$

Etapa 2.2

Encontre a segunda derivada.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.2.1

De acordo com a regra da soma, a derivada de $4 x^{3} - 6 x$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [4 x^{3}] + \frac{d}{d x} [- 6 x]$ .

$f'' (x) = \frac{d}{d x} (4 x^{3}) + \frac{d}{d x} (- 6 x)$

Etapa 2.2.2

Avalie $\frac{d}{d x} [4 x^{3}]$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.2.2.1

Como $4$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $4 x^{3}$ em relação a $x$ é $4 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$f'' (x) = 4 \frac{d}{d x} (x^{3}) + \frac{d}{d x} (- 6 x)$

Etapa 2.2.2.2

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 3$ .

$f'' (x) = 4 (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} (- 6 x)$

Etapa 2.2.2.3

Multiplique $3$ por $4$ .

$f'' (x) = 12 x^{2} + \frac{d}{d x} (- 6 x)$

Etapa 2.2.3

Avalie $\frac{d}{d x} [- 6 x]$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.2.3.1

Como $- 6$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $- 6 x$ em relação a $x$ é $- 6 \frac{d}{d x} [x]$ .

$f'' (x) = 12 x^{2} - 6 \frac{d}{d x} x$

Etapa 2.2.3.2

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

$f'' (x) = 12 x^{2} - 6 \cdot 1$

Etapa 2.2.3.3

Multiplique $- 6$ por $1$ .

$f'' (x) = 12 x^{2} - 6$

Etapa 2.3

A segunda derivada de $f (x)$ com relação a $x$ é $12 x^{2} - 6$ .

$12 x^{2} - 6$

Etapa 3

Defina a segunda derivada como igual a $0$ e resolva a equação $12 x^{2} - 6 = 0$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1

Defina a segunda derivada como igual a $0$ .

$12 x^{2} - 6 = 0$

Etapa 3.2

Some $6$ aos dois lados da equação.

$12 x^{2} = 6$

Etapa 3.3

Divida cada termo em $12 x^{2} = 6$ por $12$ e simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.1

Divida cada termo em $12 x^{2} = 6$ por $12$ .

$\frac{12 x^{2}}{12} = \frac{6}{12}$

Etapa 3.3.2

Simplifique o lado esquerdo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.2.1

Cancele o fator comum de $12$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.2.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{12 x^{2}}{12} = \frac{6}{12}$

Etapa 3.3.2.1.2

Divida $x^{2}$ por $1$ .

$x^{2} = \frac{6}{12}$

Etapa 3.3.3

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.3.1

Cancele o fator comum de $6$ e $12$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.3.1.1

Fatore $6$ de $6$ .

$x^{2} = \frac{6 (1)}{12}$

Etapa 3.3.3.1.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.3.1.2.1

Fatore $6$ de $12$ .

$x^{2} = \frac{6 \cdot 1}{6 \cdot 2}$

Etapa 3.3.3.1.2.2

Cancele o fator comum.

$x^{2} = \frac{6 \cdot 1}{6 \cdot 2}$

Etapa 3.3.3.1.2.3

Reescreva a expressão.

$x^{2} = \frac{1}{2}$

Etapa 3.4

Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.

$x = \pm \sqrt{\frac{1}{2}}$

Etapa 3.5

Simplifique $\pm \sqrt{\frac{1}{2}}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.5.1

Reescreva $\sqrt{\frac{1}{2}}$ como $\frac{\sqrt{1}}{\sqrt{2}}$ .

$x = \pm \frac{\sqrt{1}}{\sqrt{2}}$

Etapa 3.5.2

Qualquer raiz de $1$ é $1$ .

$x = \pm \frac{1}{\sqrt{2}}$

Etapa 3.5.3

Multiplique $\frac{1}{\sqrt{2}}$ por $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ .

$x = \pm \frac{1}{\sqrt{2}} \cdot \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$

Etapa 3.5.4

Combine e simplifique o denominador.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.5.4.1

Multiplique $\frac{1}{\sqrt{2}}$ por $\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2}}$ .

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2} \sqrt{2}}$

Etapa 3.5.4.2

Eleve $\sqrt{2}$ à potência de $1$ .

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{{\sqrt{2}}^{1} \sqrt{2}}$

Etapa 3.5.4.3

Eleve $\sqrt{2}$ à potência de $1$ .

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{{\sqrt{2}}^{1} {\sqrt{2}}^{1}}$

Etapa 3.5.4.4

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

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{{\sqrt{2}}^{1 + 1}}$

Etapa 3.5.4.5

Some $1$ e $1$ .

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{{\sqrt{2}}^{2}}$

Etapa 3.5.4.6

Reescreva ${\sqrt{2}}^{2}$ como $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.5.4.6.1

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

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{{(2^{\frac{1}{2}})}^{2}}$

Etapa 3.5.4.6.2

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{2^{\frac{1}{2} \cdot 2}}$

Etapa 3.5.4.6.3

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

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{2^{\frac{2}{2}}}$

Etapa 3.5.4.6.4

Cancele o fator comum de $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.5.4.6.4.1

Cancele o fator comum.

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{2^{\frac{2}{2}}}$

Etapa 3.5.4.6.4.2

Reescreva a expressão.

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{2^{1}}$

Etapa 3.5.4.6.5

Avalie o expoente.

$x = \pm \frac{\sqrt{2}}{2}$

Etapa 3.6

A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.6.1

Primeiro, use o valor positivo de $\pm$ para encontrar a primeira solução.

$x = \frac{\sqrt{2}}{2}$

Etapa 3.6.2

Depois, use o valor negativo de $\pm$ para encontrar a segunda solução.

$x = - \frac{\sqrt{2}}{2}$

Etapa 3.6.3

A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.

$x = \frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{\sqrt{2}}{2}$

Etapa 4

Encontre os pontos em que a segunda derivada é $0$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1

Substitua $\frac{\sqrt{2}}{2}$ em $f (x) = x^{4} - 3 x^{2}$ para encontrar o valor de $y$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.1

Substitua a variável $x$ por $\frac{\sqrt{2}}{2}$ na expressão.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{4} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2

Simplifique o resultado.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.1

Aplique a regra do produto a $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{{\sqrt{2}}^{4}}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.2

Simplifique o numerador.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.2.1

Reescreva ${\sqrt{2}}^{4}$ como $2^{2}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.2.1.1

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

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{{(2^{\frac{1}{2}})}^{4}}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.2.1.2

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{1}{2} \cdot 4}}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.2.1.3

Combine $\frac{1}{2}$ e $4$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{4}{2}}}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.2.1.4

Cancele o fator comum de $4$ e $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.2.1.4.1

Fatore $2$ de $4$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{2 \cdot 2}{2}}}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.2.1.4.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.2.1.4.2.1

Fatore $2$ de $2$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{2 \cdot 2}{2 (1)}}}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.2.1.4.2.2

Cancele o fator comum.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{2 \cdot 2}{2 \cdot 1}}}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.2.1.4.2.3

Reescreva a expressão.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{2}{1}}}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.2.1.4.2.4

Divida $2$ por $1$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{2}}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.2.2

Eleve $2$ à potência de $2$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4}{2^{4}} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.3

Eleve $2$ à potência de $4$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4}{16} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.4

Cancele o fator comum de $4$ e $16$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.4.1

Fatore $4$ de $4$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4 (1)}{16} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.4.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.4.2.1

Fatore $4$ de $16$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4 \cdot 1}{4 \cdot 4} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.4.2.2

Cancele o fator comum.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4 \cdot 1}{4 \cdot 4} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.4.2.3

Reescreva a expressão.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.1.2.1.5

Aplique a regra do produto a $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{{\sqrt{2}}^{2}}{2^{2}}$

Etapa 4.1.2.1.6

Reescreva ${\sqrt{2}}^{2}$ como $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.6.1

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

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{{(2^{\frac{1}{2}})}^{2}}{2^{2}}$

Etapa 4.1.2.1.6.2

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2^{\frac{1}{2} \cdot 2}}{2^{2}}$

Etapa 4.1.2.1.6.3

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

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2^{\frac{2}{2}}}{2^{2}}$

Etapa 4.1.2.1.6.4

Cancele o fator comum de $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.6.4.1

Cancele o fator comum.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2^{\frac{2}{2}}}{2^{2}}$

Etapa 4.1.2.1.6.4.2

Reescreva a expressão.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2}{2^{2}}$

Etapa 4.1.2.1.6.5

Avalie o expoente.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2}{2^{2}}$

Etapa 4.1.2.1.7

Eleve $2$ à potência de $2$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 (\frac{2}{4})$

Etapa 4.1.2.1.8

Cancele o fator comum de $2$ e $4$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.8.1

Fatore $2$ de $2$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2 (1)}{4}$

Etapa 4.1.2.1.8.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.1.8.2.1

Fatore $2$ de $4$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}$

Etapa 4.1.2.1.8.2.2

Cancele o fator comum.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}$

Etapa 4.1.2.1.8.2.3

Reescreva a expressão.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 (\frac{1}{2})$

Etapa 4.1.2.1.9

Combine $- 3$ e $\frac{1}{2}$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} + \frac{- 3}{2}$

Etapa 4.1.2.1.10

Mova o número negativo para a frente da fração.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - \frac{3}{2}$

Etapa 4.1.2.2

Para escrever $- \frac{3}{2}$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{2}{2}$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - \frac{3}{2} \cdot \frac{2}{2}$

Etapa 4.1.2.3

Escreva cada expressão com um denominador comum de $4$ , multiplicando cada um por um fator apropriado de $1$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.3.1

Multiplique $\frac{3}{2}$ por $\frac{2}{2}$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - \frac{3 \cdot 2}{2 \cdot 2}$

Etapa 4.1.2.3.2

Multiplique $2$ por $2$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - \frac{3 \cdot 2}{4}$

Etapa 4.1.2.4

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1 - 3 \cdot 2}{4}$

Etapa 4.1.2.5

Simplifique o numerador.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.1.2.5.1

Multiplique $- 3$ por $2$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1 - 6}{4}$

Etapa 4.1.2.5.2

Subtraia $6$ de $1$ .

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{- 5}{4}$

Etapa 4.1.2.6

Mova o número negativo para a frente da fração.

$f (\frac{\sqrt{2}}{2}) = - \frac{5}{4}$

Etapa 4.1.2.7

A resposta final é $- \frac{5}{4}$ .

$- \frac{5}{4}$

Etapa 4.2

O ponto encontrado ao substituir $\frac{\sqrt{2}}{2}$ em $f (x) = x^{4} - 3 x^{2}$ é $(\frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4})$ . Ele pode ser um ponto de inflexão.

$(\frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4})$

Etapa 4.3

Substitua $- \frac{\sqrt{2}}{2}$ em $f (x) = x^{4} - 3 x^{2}$ para encontrar o valor de $y$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.1

Substitua a variável $x$ por $- \frac{\sqrt{2}}{2}$ na expressão.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{4} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2

Simplifique o resultado.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1.1

Use a regra da multiplicação de potências ${(a b)}^{n} = a^{n} b^{n}$ para distribuir o expoente.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1.1.1

Aplique a regra do produto a $- \frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = {(- 1)}^{4} {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{4} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.1.2

Aplique a regra do produto a $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = {(- 1)}^{4} (\frac{{\sqrt{2}}^{4}}{2^{4}}) - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.2

Eleve $- 1$ à potência de $4$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = 1 (\frac{{\sqrt{2}}^{4}}{2^{4}}) - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.3

Multiplique $\frac{{\sqrt{2}}^{4}}{2^{4}}$ por $1$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{{\sqrt{2}}^{4}}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.4

Simplifique o numerador.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1.4.1

Reescreva ${\sqrt{2}}^{4}$ como $2^{2}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1.4.1.1

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

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{{(2^{\frac{1}{2}})}^{4}}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.4.1.2

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{1}{2} \cdot 4}}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.4.1.3

Combine $\frac{1}{2}$ e $4$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{4}{2}}}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.4.1.4

Cancele o fator comum de $4$ e $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1.4.1.4.1

Fatore $2$ de $4$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{2 \cdot 2}{2}}}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.4.1.4.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1.4.1.4.2.1

Fatore $2$ de $2$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{2 \cdot 2}{2 (1)}}}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.4.1.4.2.2

Cancele o fator comum.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{2 \cdot 2}{2 \cdot 1}}}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.4.1.4.2.3

Reescreva a expressão.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{\frac{2}{1}}}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.4.1.4.2.4

Divida $2$ por $1$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{2^{2}}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.4.2

Eleve $2$ à potência de $2$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4}{2^{4}} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.5

Eleve $2$ à potência de $4$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4}{16} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.6

Cancele o fator comum de $4$ e $16$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1.6.1

Fatore $4$ de $4$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4 (1)}{16} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.6.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1.6.2.1

Fatore $4$ de $16$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4 \cdot 1}{4 \cdot 4} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.6.2.2

Cancele o fator comum.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{4 \cdot 1}{4 \cdot 4} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.6.2.3

Reescreva a expressão.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 {(- \frac{\sqrt{2}}{2})}^{2}$

Etapa 4.3.2.1.7

Use a regra da multiplicação de potências ${(a b)}^{n} = a^{n} b^{n}$ para distribuir o expoente.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 4.3.2.1.7.1

Aplique a regra do produto a $- \frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 ({(- 1)}^{2} {(\frac{\sqrt{2}}{2})}^{2})$

Etapa 4.3.2.1.7.2

Aplique a regra do produto a $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 ({(- 1)}^{2} (\frac{{\sqrt{2}}^{2}}{2^{2}}))$

Etapa 4.3.2.1.8

Eleve $- 1$ à potência de $2$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 (1 (\frac{{\sqrt{2}}^{2}}{2^{2}}))$

Etapa 4.3.2.1.9

Multiplique $\frac{{\sqrt{2}}^{2}}{2^{2}}$ por $1$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{{\sqrt{2}}^{2}}{2^{2}}$

Etapa 4.3.2.1.10

Reescreva ${\sqrt{2}}^{2}$ como $2$ .

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Etapa 4.3.2.1.10.1

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

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{{(2^{\frac{1}{2}})}^{2}}{2^{2}}$

Etapa 4.3.2.1.10.2

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2^{\frac{1}{2} \cdot 2}}{2^{2}}$

Etapa 4.3.2.1.10.3

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

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2^{\frac{2}{2}}}{2^{2}}$

Etapa 4.3.2.1.10.4

Cancele o fator comum de $2$ .

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Etapa 4.3.2.1.10.4.1

Cancele o fator comum.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2^{\frac{2}{2}}}{2^{2}}$

Etapa 4.3.2.1.10.4.2

Reescreva a expressão.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2}{2^{2}}$

Etapa 4.3.2.1.10.5

Avalie o expoente.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2}{2^{2}}$

Etapa 4.3.2.1.11

Eleve $2$ à potência de $2$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 (\frac{2}{4})$

Etapa 4.3.2.1.12

Cancele o fator comum de $2$ e $4$ .

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Etapa 4.3.2.1.12.1

Fatore $2$ de $2$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2 (1)}{4}$

Etapa 4.3.2.1.12.2

Cancele os fatores comuns.

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Etapa 4.3.2.1.12.2.1

Fatore $2$ de $4$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}$

Etapa 4.3.2.1.12.2.2

Cancele o fator comum.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 \frac{2 \cdot 1}{2 \cdot 2}$

Etapa 4.3.2.1.12.2.3

Reescreva a expressão.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - 3 (\frac{1}{2})$

Etapa 4.3.2.1.13

Combine $- 3$ e $\frac{1}{2}$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} + \frac{- 3}{2}$

Etapa 4.3.2.1.14

Mova o número negativo para a frente da fração.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - \frac{3}{2}$

Etapa 4.3.2.2

Para escrever $- \frac{3}{2}$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{2}{2}$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - \frac{3}{2} \cdot \frac{2}{2}$

Etapa 4.3.2.3

Escreva cada expressão com um denominador comum de $4$ , multiplicando cada um por um fator apropriado de $1$ .

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Etapa 4.3.2.3.1

Multiplique $\frac{3}{2}$ por $\frac{2}{2}$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - \frac{3 \cdot 2}{2 \cdot 2}$

Etapa 4.3.2.3.2

Multiplique $2$ por $2$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1}{4} - \frac{3 \cdot 2}{4}$

Etapa 4.3.2.4

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1 - 3 \cdot 2}{4}$

Etapa 4.3.2.5

Simplifique o numerador.

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Etapa 4.3.2.5.1

Multiplique $- 3$ por $2$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{1 - 6}{4}$

Etapa 4.3.2.5.2

Subtraia $6$ de $1$ .

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = \frac{- 5}{4}$

Etapa 4.3.2.6

Mova o número negativo para a frente da fração.

$f (- \frac{\sqrt{2}}{2}) = - \frac{5}{4}$

Etapa 4.3.2.7

A resposta final é $- \frac{5}{4}$ .

$- \frac{5}{4}$

Etapa 4.4

O ponto encontrado ao substituir $- \frac{\sqrt{2}}{2}$ em $f (x) = x^{4} - 3 x^{2}$ é $(- \frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4})$ . Ele pode ser um ponto de inflexão.

$(- \frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4})$

Etapa 4.5

Determine os pontos que poderiam ser de inflexão.

$(\frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4}), (- \frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4})$

Etapa 5

Divida $(- \infty, \infty)$ em intervalos em torno dos pontos que poderiam ser pontos de inflexão.

$(- \infty, - \frac{\sqrt{2}}{2}) \cup (- \frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2}) \cup (\frac{\sqrt{2}}{2}, \infty)$

Etapa 6

Substitua um valor do intervalo $(- \infty, - \frac{\sqrt{2}}{2})$ na segunda derivada para determinar se está aumentando ou diminuindo.

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Etapa 6.1

Substitua a variável $x$ por $- 0.80710678$ na expressão.

$f'' (- 0.80710678) = 12 {(- 0.80710678)}^{2} - 6$

Etapa 6.2

Simplifique o resultado.

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Etapa 6.2.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 6.2.1.1

Eleve $- 0.80710678$ à potência de $2$ .

$f'' (- 0.80710678) = 12 \cdot 0.65142135 - 6$

Etapa 6.2.1.2

Multiplique $12$ por $0.65142135$ .

$f'' (- 0.80710678) = 7.81705627 - 6$

Etapa 6.2.2

Subtraia $6$ de $7.81705627$ .

$f'' (- 0.80710678) = 1.81705627$

Etapa 6.2.3

A resposta final é $1.81705627$ .

$1.81705627$

Etapa 6.3

Em $- 0.80710678$ , a segunda derivada é $1.81705627$ . Por ser positiva, a segunda derivada aumenta no intervalo $(- \infty, - \frac{\sqrt{2}}{2})$ .

Acréscimo em $(- \infty, - \frac{\sqrt{2}}{2})$ , pois $f'' (x) > 0$

Etapa 7

Substitua um valor do intervalo $(- \frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2})$ na segunda derivada para determinar se está aumentando ou diminuindo.

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Etapa 7.1

Substitua a variável $x$ por $0$ na expressão.

$f'' (0) = 12 {(0)}^{2} - 6$

Etapa 7.2

Simplifique o resultado.

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Etapa 7.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 7.2.1.1

Elevar $0$ a qualquer potência positiva produz $0$ .

$f'' (0) = 12 \cdot 0 - 6$

Etapa 7.2.1.2

Multiplique $12$ por $0$ .

$f'' (0) = 0 - 6$

Etapa 7.2.2

Subtraia $6$ de $0$ .

$f'' (0) = - 6$

Etapa 7.2.3

A resposta final é $- 6$ .

$- 6$

Etapa 7.3

Em $0$ , a segunda derivada é $- 6$ . Por ser negativa, a segunda derivada diminui no intervalo $(- \frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2})$ .

Decréscimo em $(- \frac{\sqrt{2}}{2}, \frac{\sqrt{2}}{2})$ , pois $f'' (x) < 0$

Etapa 8

Substitua um valor do intervalo $(\frac{\sqrt{2}}{2}, \infty)$ na segunda derivada para determinar se está aumentando ou diminuindo.

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Etapa 8.1

Substitua a variável $x$ por $0.80710678$ na expressão.

$f'' (0.80710678) = 12 {(0.80710678)}^{2} - 6$

Etapa 8.2

Simplifique o resultado.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 8.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 8.2.1.1

Eleve $0.80710678$ à potência de $2$ .

$f'' (0.80710678) = 12 \cdot 0.65142135 - 6$

Etapa 8.2.1.2

Multiplique $12$ por $0.65142135$ .

$f'' (0.80710678) = 7.81705627 - 6$

Etapa 8.2.2

Subtraia $6$ de $7.81705627$ .

$f'' (0.80710678) = 1.81705627$

Etapa 8.2.3

A resposta final é $1.81705627$ .

$1.81705627$

Etapa 8.3

Em $0.80710678$ , a segunda derivada é $1.81705627$ . Por ser positiva, a segunda derivada aumenta no intervalo $(\frac{\sqrt{2}}{2}, \infty)$ .

Acréscimo em $(\frac{\sqrt{2}}{2}, \infty)$ , pois $f'' (x) > 0$

Etapa 9

An inflection point is a point on a curve at which the concavity changes sign from plus to minus or from minus to plus. The inflection points in this case are $(- \frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4}), (\frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4})$ .

$(- \frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4}), (\frac{\sqrt{2}}{2}, - \frac{5}{4})$

Etapa 10