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Cálculo Exemplos
,
Etapa 1
Etapa 1.1
Encontre a primeira derivada.
Etapa 1.1.1
Encontre a primeira derivada.
Etapa 1.1.1.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.1.1.2
Avalie .
Etapa 1.1.1.2.1
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.1.1.2.1.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.1.1.2.1.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.1.2.1.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.1.1.2.2
A derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.1.3
A derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.1.4
Simplifique.
Etapa 1.1.1.4.1
Reordene os termos.
Etapa 1.1.1.4.2
Simplifique cada termo.
Etapa 1.1.1.4.2.1
Reordene e .
Etapa 1.1.1.4.2.2
Reordene e .
Etapa 1.1.1.4.2.3
Aplique a fórmula do arco duplo do seno.
Etapa 1.1.2
A primeira derivada de com relação a é .
Etapa 1.2
Defina a primeira derivada como igual a e resolva a equação .
Etapa 1.2.1
Defina a primeira derivada como igual a .
Etapa 1.2.2
Aplique a fórmula do arco duplo do seno.
Etapa 1.2.3
Fatore de .
Etapa 1.2.3.1
Fatore de .
Etapa 1.2.3.2
Fatore de .
Etapa 1.2.3.3
Fatore de .
Etapa 1.2.4
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 1.2.5
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 1.2.5.1
Defina como igual a .
Etapa 1.2.5.2
Resolva para .
Etapa 1.2.5.2.1
Obtenha o seno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do seno.
Etapa 1.2.5.2.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 1.2.5.2.2.1
O valor exato de é .
Etapa 1.2.5.2.3
A função do seno é positiva no primeiro e no segundo quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia o ângulo de referência de para determinar a solução no segundo quadrante.
Etapa 1.2.5.2.4
Subtraia de .
Etapa 1.2.5.2.5
Encontre o período de .
Etapa 1.2.5.2.5.1
O período da função pode ser calculado ao usar .
Etapa 1.2.5.2.5.2
Substitua por na fórmula do período.
Etapa 1.2.5.2.5.3
O valor absoluto é a distância entre um número e zero. A distância entre e é .
Etapa 1.2.5.2.5.4
Divida por .
Etapa 1.2.5.2.6
O período da função é . Portanto, os valores se repetirão a cada radianos nas duas direções.
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
Etapa 1.2.6
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 1.2.6.1
Defina como igual a .
Etapa 1.2.6.2
Resolva para .
Etapa 1.2.6.2.1
Some aos dois lados da equação.
Etapa 1.2.6.2.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 1.2.6.2.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 1.2.6.2.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 1.2.6.2.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 1.2.6.2.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 1.2.6.2.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 1.2.6.2.3
Obtenha o cosseno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do cosseno.
Etapa 1.2.6.2.4
Simplifique o lado direito.
Etapa 1.2.6.2.4.1
O valor exato de é .
Etapa 1.2.6.2.5
A função do cosseno é positiva no primeiro e no quarto quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia o ângulo de referência de para determinar a solução no quarto quadrante.
Etapa 1.2.6.2.6
Simplifique .
Etapa 1.2.6.2.6.1
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 1.2.6.2.6.2
Combine frações.
Etapa 1.2.6.2.6.2.1
Combine e .
Etapa 1.2.6.2.6.2.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 1.2.6.2.6.3
Simplifique o numerador.
Etapa 1.2.6.2.6.3.1
Multiplique por .
Etapa 1.2.6.2.6.3.2
Subtraia de .
Etapa 1.2.6.2.7
Encontre o período de .
Etapa 1.2.6.2.7.1
O período da função pode ser calculado ao usar .
Etapa 1.2.6.2.7.2
Substitua por na fórmula do período.
Etapa 1.2.6.2.7.3
O valor absoluto é a distância entre um número e zero. A distância entre e é .
Etapa 1.2.6.2.7.4
Divida por .
Etapa 1.2.6.2.8
O período da função é . Portanto, os valores se repetirão a cada radianos nas duas direções.
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
Etapa 1.2.7
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
, para qualquer número inteiro
Etapa 1.2.8
Consolide e em .
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
Etapa 1.3
Encontre os valores em que a derivada é indefinida.
Etapa 1.3.1
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 1.4
Avalie em cada valor em que a derivada é ou indefinida.
Etapa 1.4.1
Avalie em .
Etapa 1.4.1.1
Substitua por .
Etapa 1.4.1.2
Simplifique.
Etapa 1.4.1.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.4.1.2.1.1
O valor exato de é .
Etapa 1.4.1.2.1.2
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 1.4.1.2.1.3
O valor exato de é .
Etapa 1.4.1.2.2
Some e .
Etapa 1.4.2
Avalie em .
Etapa 1.4.2.1
Substitua por .
Etapa 1.4.2.2
Simplifique.
Etapa 1.4.2.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.4.2.2.1.1
Aplique o ângulo de referência encontrando o ângulo com valores trigonométricos equivalentes no primeiro quadrante.
Etapa 1.4.2.2.1.2
O valor exato de é .
Etapa 1.4.2.2.1.3
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 1.4.2.2.1.4
Aplique o ângulo de referência encontrando o ângulo com valores trigonométricos equivalentes no primeiro quadrante. Torne a expressão negativa, pois o cosseno é negativo no segundo quadrante.
Etapa 1.4.2.2.1.5
O valor exato de é .
Etapa 1.4.2.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 1.4.2.2.2
Subtraia de .
Etapa 1.4.3
Avalie em .
Etapa 1.4.3.1
Substitua por .
Etapa 1.4.3.2
Simplifique.
Etapa 1.4.3.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.4.3.2.1.1
O valor exato de é .
Etapa 1.4.3.2.1.2
Aplique a regra do produto a .
Etapa 1.4.3.2.1.3
Reescreva como .
Etapa 1.4.3.2.1.3.1
Use para reescrever como .
Etapa 1.4.3.2.1.3.2
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 1.4.3.2.1.3.3
Combine e .
Etapa 1.4.3.2.1.3.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 1.4.3.2.1.3.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 1.4.3.2.1.3.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 1.4.3.2.1.3.5
Avalie o expoente.
Etapa 1.4.3.2.1.4
Eleve à potência de .
Etapa 1.4.3.2.1.5
O valor exato de é .
Etapa 1.4.3.2.2
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 1.4.3.2.3
Escreva cada expressão com um denominador comum de , multiplicando cada um por um fator apropriado de .
Etapa 1.4.3.2.3.1
Multiplique por .
Etapa 1.4.3.2.3.2
Multiplique por .
Etapa 1.4.3.2.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 1.4.3.2.5
Some e .
Etapa 1.4.4
Liste todos os pontos.
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
Etapa 2
Exclua os pontos que não estão no intervalo.
Etapa 3
Etapa 3.1
Divida em intervalos separados em torno dos valores de que tornam a primeira derivada ou indefinida.
Etapa 3.2
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 3.2.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 3.2.2
Simplifique o resultado.
Etapa 3.2.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 3.2.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 3.2.2.1.2
Avalie .
Etapa 3.2.2.1.3
Avalie .
Etapa 3.2.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 3.2.2.2
Some e .
Etapa 3.2.2.3
A resposta final é .
Etapa 3.3
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 3.3.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 3.3.2
Simplifique o resultado.
Etapa 3.3.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 3.3.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 3.3.2.1.2
Avalie .
Etapa 3.3.2.1.3
Avalie .
Etapa 3.3.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 3.3.2.2
Subtraia de .
Etapa 3.3.2.3
A resposta final é .
Etapa 3.4
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 3.4.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 3.4.2
Simplifique o resultado.
Etapa 3.4.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 3.4.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 3.4.2.1.2
Avalie .
Etapa 3.4.2.1.3
Avalie .
Etapa 3.4.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 3.4.2.2
Subtraia de .
Etapa 3.4.2.3
A resposta final é .
Etapa 3.5
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 3.5.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 3.5.2
Simplifique o resultado.
Etapa 3.5.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 3.5.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 3.5.2.1.2
Avalie .
Etapa 3.5.2.1.3
Avalie .
Etapa 3.5.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 3.5.2.2
Some e .
Etapa 3.5.2.3
A resposta final é .
Etapa 3.6
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 3.6.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 3.6.2
Simplifique o resultado.
Etapa 3.6.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 3.6.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 3.6.2.1.2
Avalie .
Etapa 3.6.2.1.3
Avalie .
Etapa 3.6.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 3.6.2.2
Subtraia de .
Etapa 3.6.2.3
A resposta final é .
Etapa 3.7
Como a primeira derivada não mudou os sinais em torno de , este não é um máximo local nem um mínimo local.
Não é um máximo nem um mínimo local
Etapa 3.8
Como a primeira derivada mudou os sinais de positivo para negativo em torno de , então é um máximo local.
é um máximo local
Etapa 3.9
Como a primeira derivada mudou os sinais de negativo para positivo em torno de , então é um mínimo local.
é um mínimo local
Etapa 3.10
Como a primeira derivada mudou os sinais de positivo para negativo em torno de , então é um máximo local.
é um máximo local
Etapa 3.11
Esses são os extremos locais para .
é um máximo local
é um mínimo local
é um máximo local
é um máximo local
é um mínimo local
é um máximo local
Etapa 4
Compare os valores de encontrados para cada valor de para determinar o máximo e mínimo absolutos no intervalo determinado. O máximo ocorrerá no valor mais alto de , e o mínimo ocorrerá no valor mais baixo de .
Máximo absoluto:
Mínimo absoluto:
Etapa 5