Cálculo Exemplos

$f (x) = 6 x^{4} + 32 x^{3}$

Etapa 1

Encontre a segunda derivada.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1

Encontre a primeira derivada.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.1

De acordo com a regra da soma, a derivada de $6 x^{4} + 32 x^{3}$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [6 x^{4}] + \frac{d}{d x} [32 x^{3}]$ .

$\frac{d}{d x} [6 x^{4}] + \frac{d}{d x} [32 x^{3}]$

Etapa 1.1.2

Avalie $\frac{d}{d x} [6 x^{4}]$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.2.1

Como $6$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $6 x^{4}$ em relação a $x$ é $6 \frac{d}{d x} [x^{4}]$ .

$6 \frac{d}{d x} [x^{4}] + \frac{d}{d x} [32 x^{3}]$

Etapa 1.1.2.2

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

$6 (4 x^{3}) + \frac{d}{d x} [32 x^{3}]$

Etapa 1.1.2.3

Multiplique $4$ por $6$ .

$24 x^{3} + \frac{d}{d x} [32 x^{3}]$

Etapa 1.1.3

Avalie $\frac{d}{d x} [32 x^{3}]$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.3.1

Como $32$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $32 x^{3}$ em relação a $x$ é $32 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$24 x^{3} + 32 \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Etapa 1.1.3.2

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

$24 x^{3} + 32 (3 x^{2})$

Etapa 1.1.3.3

Multiplique $3$ por $32$ .

$f' (x) = 24 x^{3} + 96 x^{2}$

Etapa 1.2

Encontre a segunda derivada.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.2.1

De acordo com a regra da soma, a derivada de $24 x^{3} + 96 x^{2}$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [24 x^{3}] + \frac{d}{d x} [96 x^{2}]$ .

$\frac{d}{d x} [24 x^{3}] + \frac{d}{d x} [96 x^{2}]$

Etapa 1.2.2

Avalie $\frac{d}{d x} [24 x^{3}]$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.2.2.1

Como $24$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $24 x^{3}$ em relação a $x$ é $24 \frac{d}{d x} [x^{3}]$ .

$24 \frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [96 x^{2}]$

Etapa 1.2.2.2

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

$24 (3 x^{2}) + \frac{d}{d x} [96 x^{2}]$

Etapa 1.2.2.3

Multiplique $3$ por $24$ .

$72 x^{2} + \frac{d}{d x} [96 x^{2}]$

Etapa 1.2.3

Avalie $\frac{d}{d x} [96 x^{2}]$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.2.3.1

Como $96$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $96 x^{2}$ em relação a $x$ é $96 \frac{d}{d x} [x^{2}]$ .

$72 x^{2} + 96 \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Etapa 1.2.3.2

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

$72 x^{2} + 96 (2 x)$

Etapa 1.2.3.3

Multiplique $2$ por $96$ .

$f'' (x) = 72 x^{2} + 192 x$

Etapa 1.3

A segunda derivada de $f (x)$ com relação a $x$ é $72 x^{2} + 192 x$ .

$72 x^{2} + 192 x$

Etapa 2

Defina a segunda derivada como igual a $0$ e resolva a equação $72 x^{2} + 192 x = 0$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.1

Defina a segunda derivada como igual a $0$ .

$72 x^{2} + 192 x = 0$

Etapa 2.2

Fatore $24 x$ de $72 x^{2} + 192 x$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.2.1

Fatore $24 x$ de $72 x^{2}$ .

$24 x (3 x) + 192 x = 0$

Etapa 2.2.2

Fatore $24 x$ de $192 x$ .

$24 x (3 x) + 24 x (8) = 0$

Etapa 2.2.3

Fatore $24 x$ de $24 x (3 x) + 24 x (8)$ .

$24 x (3 x + 8) = 0$

Etapa 2.3

Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a $0$ , toda a expressão será igual a $0$ .

$x = 0$

$3 x + 8 = 0$

Etapa 2.4

Defina $x$ como igual a $0$ .

$x = 0$

Etapa 2.5

Defina $3 x + 8$ como igual a $0$ e resolva para $x$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.5.1

Defina $3 x + 8$ como igual a $0$ .

$3 x + 8 = 0$

Etapa 2.5.2

Resolva $3 x + 8 = 0$ para $x$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.5.2.1

Subtraia $8$ dos dois lados da equação.

$3 x = - 8$

Etapa 2.5.2.2

Divida cada termo em $3 x = - 8$ por $3$ e simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.5.2.2.1

Divida cada termo em $3 x = - 8$ por $3$ .

$\frac{3 x}{3} = \frac{- 8}{3}$

Etapa 2.5.2.2.2

Simplifique o lado esquerdo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.5.2.2.2.1

Cancele o fator comum de $3$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.5.2.2.2.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{3 x}{3} = \frac{- 8}{3}$

Etapa 2.5.2.2.2.1.2

Divida $x$ por $1$ .

$x = \frac{- 8}{3}$

Etapa 2.5.2.2.3

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 2.5.2.2.3.1

Mova o número negativo para a frente da fração.

$x = - \frac{8}{3}$

Etapa 2.6

A solução final são todos os valores que tornam $24 x (3 x + 8) = 0$ verdadeiro.

$x = 0, - \frac{8}{3}$

Etapa 3

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

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1

Substitua $0$ em $f (x) = 6 x^{4} + 32 x^{3}$ para encontrar o valor de $y$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1.1

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

$f (0) = 6 {(0)}^{4} + 32 {(0)}^{3}$

Etapa 3.1.2

Simplifique o resultado.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1.2.1.1

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

$f (0) = 6 \cdot 0 + 32 {(0)}^{3}$

Etapa 3.1.2.1.2

Multiplique $6$ por $0$ .

$f (0) = 0 + 32 {(0)}^{3}$

Etapa 3.1.2.1.3

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

$f (0) = 0 + 32 \cdot 0$

Etapa 3.1.2.1.4

Multiplique $32$ por $0$ .

$f (0) = 0 + 0$

Etapa 3.1.2.2

Some $0$ e $0$ .

$f (0) = 0$

Etapa 3.1.2.3

A resposta final é $0$ .

$0$

Etapa 3.2

O ponto encontrado ao substituir $0$ em $f (x) = 6 x^{4} + 32 x^{3}$ é $(0, 0)$ . Ele pode ser um ponto de inflexão.

$(0, 0)$

Etapa 3.3

Substitua $- \frac{8}{3}$ em $f (x) = 6 x^{4} + 32 x^{3}$ para encontrar o valor de $y$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.1

Substitua a variável $x$ por $- \frac{8}{3}$ na expressão.

$f (- \frac{8}{3}) = 6 {(- \frac{8}{3})}^{4} + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2

Simplifique o resultado.

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Etapa 3.3.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.2.1.1

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

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Etapa 3.3.2.1.1.1

Aplique a regra do produto a $- \frac{8}{3}$ .

$f (- \frac{8}{3}) = 6 ({(- 1)}^{4} {(\frac{8}{3})}^{4}) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.1.2

Aplique a regra do produto a $\frac{8}{3}$ .

$f (- \frac{8}{3}) = 6 ({(- 1)}^{4} (\frac{8^{4}}{3^{4}})) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.2

Eleve $- 1$ à potência de $4$ .

$f (- \frac{8}{3}) = 6 (1 (\frac{8^{4}}{3^{4}})) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.3

Multiplique $\frac{8^{4}}{3^{4}}$ por $1$ .

$f (- \frac{8}{3}) = 6 (\frac{8^{4}}{3^{4}}) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.4

Eleve $8$ à potência de $4$ .

$f (- \frac{8}{3}) = 6 (\frac{4096}{3^{4}}) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.5

Eleve $3$ à potência de $4$ .

$f (- \frac{8}{3}) = 6 (\frac{4096}{81}) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.6

Cancele o fator comum de $3$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.3.2.1.6.1

Fatore $3$ de $6$ .

$f (- \frac{8}{3}) = 3 (2) (\frac{4096}{81}) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.6.2

Fatore $3$ de $81$ .

$f (- \frac{8}{3}) = 3 \cdot (2 (\frac{4096}{3 \cdot 27})) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.6.3

Cancele o fator comum.

$f (- \frac{8}{3}) = 3 \cdot (2 (\frac{4096}{3 \cdot 27})) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.6.4

Reescreva a expressão.

$f (- \frac{8}{3}) = 2 (\frac{4096}{27}) + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.7

Combine $2$ e $\frac{4096}{27}$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{2 \cdot 4096}{27} + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.8

Multiplique $2$ por $4096$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} + 32 {(- \frac{8}{3})}^{3}$

Etapa 3.3.2.1.9

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

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Etapa 3.3.2.1.9.1

Aplique a regra do produto a $- \frac{8}{3}$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} + 32 ({(- 1)}^{3} {(\frac{8}{3})}^{3})$

Etapa 3.3.2.1.9.2

Aplique a regra do produto a $\frac{8}{3}$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} + 32 ({(- 1)}^{3} (\frac{8^{3}}{3^{3}}))$

Etapa 3.3.2.1.10

Eleve $- 1$ à potência de $3$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} + 32 (- \frac{8^{3}}{3^{3}})$

Etapa 3.3.2.1.11

Eleve $8$ à potência de $3$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} + 32 (- \frac{512}{3^{3}})$

Etapa 3.3.2.1.12

Eleve $3$ à potência de $3$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} + 32 (- \frac{512}{27})$

Etapa 3.3.2.1.13

Multiplique $32 (- \frac{512}{27})$ .

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Etapa 3.3.2.1.13.1

Multiplique $- 1$ por $32$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} - 32 (\frac{512}{27})$

Etapa 3.3.2.1.13.2

Combine $- 32$ e $\frac{512}{27}$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} + \frac{- 32 \cdot 512}{27}$

Etapa 3.3.2.1.13.3

Multiplique $- 32$ por $512$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} + \frac{- 16384}{27}$

Etapa 3.3.2.1.14

Mova o número negativo para a frente da fração.

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192}{27} - \frac{16384}{27}$

Etapa 3.3.2.2

Combine frações.

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Etapa 3.3.2.2.1

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{8192 - 16384}{27}$

Etapa 3.3.2.2.2

Simplifique a expressão.

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Etapa 3.3.2.2.2.1

Subtraia $16384$ de $8192$ .

$f (- \frac{8}{3}) = \frac{- 8192}{27}$

Etapa 3.3.2.2.2.2

Mova o número negativo para a frente da fração.

$f (- \frac{8}{3}) = - \frac{8192}{27}$

Etapa 3.3.2.3

A resposta final é $- \frac{8192}{27}$ .

$- \frac{8192}{27}$

Etapa 3.4

O ponto encontrado ao substituir $- \frac{8}{3}$ em $f (x) = 6 x^{4} + 32 x^{3}$ é $(- \frac{8}{3}, - \frac{8192}{27})$ . Ele pode ser um ponto de inflexão.

$(- \frac{8}{3}, - \frac{8192}{27})$

Etapa 3.5

Determine os pontos que poderiam ser de inflexão.

$(0, 0), (- \frac{8}{3}, - \frac{8192}{27})$

Etapa 4

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

$(- \infty, - \frac{8}{3}) \cup (- \frac{8}{3}, 0) \cup (0, \infty)$

Etapa 5

Substitua um valor do intervalo $(- \infty, - \frac{8}{3})$ na segunda derivada para determinar se está aumentando ou diminuindo.

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Etapa 5.1

Substitua a variável $x$ por $- 2.7\overline{6}$ na expressão.

$f'' (- 2.7\overline{6}) = 72 {(- 2.7\overline{6})}^{2} + 192 (- 2.7\overline{6})$

Etapa 5.2

Simplifique o resultado.

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Etapa 5.2.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 5.2.1.1

Eleve $- 2.7\overline{6}$ à potência de $2$ .

$f'' (- 2.7\overline{6}) = 72 \cdot 7.65\overline{4} + 192 (- 2.7\overline{6})$

Etapa 5.2.1.2

Multiplique $72$ por $7.65\overline{4}$ .

$f'' (- 2.7\overline{6}) = 551.12 + 192 (- 2.7\overline{6})$

Etapa 5.2.1.3

Multiplique $192$ por $- 2.7\overline{6}$ .

$f'' (- 2.7\overline{6}) = 551.12 - 531.2$

Etapa 5.2.2

Subtraia $531.2$ de $551.12$ .

$f'' (- 2.7\overline{6}) = 19.92$

Etapa 5.2.3

A resposta final é $19.92$ .

$19.92$

Etapa 5.3

Em $- 2.7\overline{6}$ , a segunda derivada é $19.92$ . Por ser positiva, a segunda derivada aumenta no intervalo $(- \infty, - \frac{8}{3})$ .

Acréscimo em $(- \infty, - \frac{8}{3})$ , pois $f'' (x) > 0$

Etapa 6

Substitua um valor do intervalo $(- \frac{8}{3}, 0)$ na segunda derivada para determinar se está aumentando ou diminuindo.

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Etapa 6.1

Substitua a variável $x$ por $- 1.33333333$ na expressão.

$f'' (- 1.33333333) = 72 {(- 1.33333333)}^{2} + 192 (- 1.33333333)$

Etapa 6.2

Simplifique o resultado.

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Etapa 6.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 6.2.1.1

Eleve $- 1.33333333$ à potência de $2$ .

$f'' (- 1.33333333) = 72 \cdot 1.\overline{7} + 192 (- 1.33333333)$

Etapa 6.2.1.2

Multiplique $72$ por $1.\overline{7}$ .

$f'' (- 1.33333333) = 128 + 192 (- 1.33333333)$

Etapa 6.2.1.3

Multiplique $192$ por $- 1.33333333$ .

$f'' (- 1.33333333) = 128 - 256$

Etapa 6.2.2

Subtraia $256$ de $128$ .

$f'' (- 1.33333333) = - 128$

Etapa 6.2.3

A resposta final é $- 128$ .

$- 128$

Etapa 6.3

Em $- 1.33333333$ , a segunda derivada é $- 128$ . Por ser negativa, a segunda derivada diminui no intervalo $(- \frac{8}{3}, 0)$ .

Decréscimo em $(- \frac{8}{3}, 0)$ , pois $f'' (x) < 0$

Etapa 7

Substitua um valor do intervalo $(0, \infty)$ na segunda derivada para determinar se está aumentando ou diminuindo.

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Etapa 7.1

Substitua a variável $x$ por $0.1$ na expressão.

$f'' (0.1) = 72 {(0.1)}^{2} + 192 (0.1)$

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

Eleve $0.1$ à potência de $2$ .

$f'' (0.1) = 72 \cdot 0.01 + 192 (0.1)$

Etapa 7.2.1.2

Multiplique $72$ por $0.01$ .

$f'' (0.1) = 0.72 + 192 (0.1)$

Etapa 7.2.1.3

Multiplique $192$ por $0.1$ .

$f'' (0.1) = 0.72 + 19.2$

Etapa 7.2.2

Some $0.72$ e $19.2$ .

$f'' (0.1) = 19.92$

Etapa 7.2.3

A resposta final é $19.92$ .

$19.92$

Etapa 7.3

Em $0.1$ , a segunda derivada é $19.92$ . Por ser positiva, a segunda derivada aumenta no intervalo $(0, \infty)$ .

Acréscimo em $(0, \infty)$ , pois $f'' (x) > 0$

Etapa 8

O ponto de inflexão é um ponto em uma curva em que a concavidade muda do sinal de adição para o de subtração ou vice-versa. Neste caso, os pontos de inflexão são $(- \frac{8}{3}, - \frac{8192}{27}), (0, 0)$ .

$(- \frac{8}{3}, - \frac{8192}{27}), (0, 0)$

Etapa 9