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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
Encontre a segunda derivada.
Etapa 1.1.1
Encontre a primeira derivada.
Etapa 1.1.1.1
Reescreva como .
Etapa 1.1.1.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.1.1.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.1.1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.1.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.1.1.3
Diferencie.
Etapa 1.1.1.3.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.1.1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.1.3.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.1.3.4
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.1.3.5
Multiplique por .
Etapa 1.1.1.3.6
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.1.3.7
Some e .
Etapa 1.1.1.4
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 1.1.1.5
Reordene os fatores de .
Etapa 1.1.2
Encontre a segunda derivada.
Etapa 1.1.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.2.2
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 1.1.2.3
Aplique regras básicas de expoentes.
Etapa 1.1.2.3.1
Reescreva como .
Etapa 1.1.2.3.2
Multiplique os expoentes em .
Etapa 1.1.2.3.2.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 1.1.2.3.2.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.4
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.1.2.4.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.1.2.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.2.4.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.1.2.5
Diferencie.
Etapa 1.1.2.5.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.1.2.5.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.2.5.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.2.5.4
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.2.5.5
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.5.6
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.2.5.7
Some e .
Etapa 1.1.2.6
Eleve à potência de .
Etapa 1.1.2.7
Eleve à potência de .
Etapa 1.1.2.8
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.1.2.9
Some e .
Etapa 1.1.2.10
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.1.2.11
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.2.12
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.1.2.13
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.14
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.1.2.15
Combine frações.
Etapa 1.1.2.15.1
Some e .
Etapa 1.1.2.15.2
Combine e .
Etapa 1.1.2.16
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 1.1.2.17
Combine e .
Etapa 1.1.2.18
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 1.1.2.19
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.1.2.19.1
Mova .
Etapa 1.1.2.19.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.1.2.19.3
Subtraia de .
Etapa 1.1.2.20
Simplifique.
Etapa 1.1.2.20.1
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 1.1.2.20.2
Simplifique cada termo.
Etapa 1.1.2.20.2.1
Fatore usando o método AC.
Etapa 1.1.2.20.2.1.1
Considere a forma . Encontre um par de números inteiros cujo produto é e cuja soma é . Neste caso, cujo produto é e cuja soma é .
Etapa 1.1.2.20.2.1.2
Escreva a forma fatorada usando estes números inteiros.
Etapa 1.1.2.20.2.2
Combine e .
Etapa 1.1.2.20.2.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 1.1.2.20.2.4
Reescreva como .
Etapa 1.1.2.20.2.5
Expanda usando o método FOIL.
Etapa 1.1.2.20.2.5.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.2.20.2.5.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.2.20.2.5.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.2.20.2.6
Simplifique e combine termos semelhantes.
Etapa 1.1.2.20.2.6.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.1.2.20.2.6.1.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 1.1.2.20.2.6.1.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.1.2.20.2.6.1.2.1
Mova .
Etapa 1.1.2.20.2.6.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.6.1.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.6.1.4
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.6.1.5
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.6.1.6
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.6.2
Subtraia de .
Etapa 1.1.2.20.2.7
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.2.20.2.8
Simplifique.
Etapa 1.1.2.20.2.8.1
Multiplique .
Etapa 1.1.2.20.2.8.1.1
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.8.1.2
Combine e .
Etapa 1.1.2.20.2.8.1.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.8.1.4
Combine e .
Etapa 1.1.2.20.2.8.2
Multiplique .
Etapa 1.1.2.20.2.8.2.1
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.8.2.2
Combine e .
Etapa 1.1.2.20.2.8.2.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.8.2.4
Combine e .
Etapa 1.1.2.20.2.8.3
Multiplique .
Etapa 1.1.2.20.2.8.3.1
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.8.3.2
Combine e .
Etapa 1.1.2.20.2.8.3.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.2.9
Simplifique cada termo.
Etapa 1.1.2.20.2.9.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 1.1.2.20.2.9.2
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 1.1.2.20.3
Combine os termos.
Etapa 1.1.2.20.3.1
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.3.2
Combine.
Etapa 1.1.2.20.3.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.2.20.3.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 1.1.2.20.3.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 1.1.2.20.3.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 1.1.2.20.3.5
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.1.2.20.4
Simplifique o numerador.
Etapa 1.1.2.20.4.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 1.1.2.20.4.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 1.1.2.20.4.2.1
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.4.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 1.1.2.20.4.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 1.1.2.20.4.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.4.4
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 1.1.2.20.4.5
Cancele o fator comum de .
Etapa 1.1.2.20.4.5.1
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.4.5.2
Cancele o fator comum.
Etapa 1.1.2.20.4.5.3
Reescreva a expressão.
Etapa 1.1.2.20.4.6
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.4.7
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.2.20.4.8
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.4.9
Expanda usando o método FOIL.
Etapa 1.1.2.20.4.9.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.2.20.4.9.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.2.20.4.9.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.1.2.20.4.10
Simplifique e combine termos semelhantes.
Etapa 1.1.2.20.4.10.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.1.2.20.4.10.1.1
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.1.2.20.4.10.1.1.1
Mova .
Etapa 1.1.2.20.4.10.1.1.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.4.10.1.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.4.10.1.3
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.4.10.2
Subtraia de .
Etapa 1.1.2.20.4.11
Some e .
Etapa 1.1.2.20.4.12
Subtraia de .
Etapa 1.1.2.20.4.13
Subtraia de .
Etapa 1.1.2.20.4.14
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.4.14.1
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.4.14.2
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.4.14.3
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.4.14.4
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.4.14.5
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.5
Simplifique o denominador.
Etapa 1.1.2.20.5.1
Fatore usando o método AC.
Etapa 1.1.2.20.5.1.1
Considere a forma . Encontre um par de números inteiros cujo produto é e cuja soma é . Neste caso, cujo produto é e cuja soma é .
Etapa 1.1.2.20.5.1.2
Escreva a forma fatorada usando estes números inteiros.
Etapa 1.1.2.20.5.2
Aplique a regra do produto a .
Etapa 1.1.2.20.5.3
Combine expoentes.
Etapa 1.1.2.20.5.3.1
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.1.2.20.5.3.1.1
Mova .
Etapa 1.1.2.20.5.3.1.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.5.3.1.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.1.2.20.5.3.1.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.1.2.20.5.3.1.3
Some e .
Etapa 1.1.2.20.5.3.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.1.2.20.5.3.2.1
Mova .
Etapa 1.1.2.20.5.3.2.2
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.5.3.2.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.1.2.20.5.3.2.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.1.2.20.5.3.2.3
Some e .
Etapa 1.1.2.20.6
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.7
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.8
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.9
Reescreva como .
Etapa 1.1.2.20.10
Fatore de .
Etapa 1.1.2.20.11
Reescreva como .
Etapa 1.1.2.20.12
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 1.1.2.20.13
Multiplique por .
Etapa 1.1.2.20.14
Multiplique por .
Etapa 1.1.3
A segunda derivada de com relação a é .
Etapa 1.2
Defina a segunda derivada como igual a e resolva a equação .
Etapa 1.2.1
Defina a segunda derivada como igual a .
Etapa 1.2.2
Defina o numerador como igual a zero.
Etapa 1.2.3
Resolva a equação para .
Etapa 1.2.3.1
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 1.2.3.1.1
Divida cada termo em por .
Etapa 1.2.3.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 1.2.3.1.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 1.2.3.1.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 1.2.3.1.2.1.2
Divida por .
Etapa 1.2.3.1.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 1.2.3.1.3.1
Divida por .
Etapa 1.2.3.2
Use a fórmula quadrática para encontrar as soluções.
Etapa 1.2.3.3
Substitua os valores , e na fórmula quadrática e resolva .
Etapa 1.2.3.4
Simplifique.
Etapa 1.2.3.4.1
Simplifique o numerador.
Etapa 1.2.3.4.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.2.3.4.1.2
Multiplique .
Etapa 1.2.3.4.1.2.1
Multiplique por .
Etapa 1.2.3.4.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 1.2.3.4.1.3
Subtraia de .
Etapa 1.2.3.4.1.4
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.4.1.5
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.4.1.6
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.4.1.7
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.4.1.7.1
Fatore de .
Etapa 1.2.3.4.1.7.2
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.4.1.8
Elimine os termos abaixo do radical.
Etapa 1.2.3.4.1.9
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.2.3.4.2
Multiplique por .
Etapa 1.2.3.4.3
Simplifique .
Etapa 1.2.3.5
Simplifique a expressão para resolver a parte de .
Etapa 1.2.3.5.1
Simplifique o numerador.
Etapa 1.2.3.5.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.2.3.5.1.2
Multiplique .
Etapa 1.2.3.5.1.2.1
Multiplique por .
Etapa 1.2.3.5.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 1.2.3.5.1.3
Subtraia de .
Etapa 1.2.3.5.1.4
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.5.1.5
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.5.1.6
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.5.1.7
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.5.1.7.1
Fatore de .
Etapa 1.2.3.5.1.7.2
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.5.1.8
Elimine os termos abaixo do radical.
Etapa 1.2.3.5.1.9
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.2.3.5.2
Multiplique por .
Etapa 1.2.3.5.3
Simplifique .
Etapa 1.2.3.5.4
Altere para .
Etapa 1.2.3.6
Simplifique a expressão para resolver a parte de .
Etapa 1.2.3.6.1
Simplifique o numerador.
Etapa 1.2.3.6.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.2.3.6.1.2
Multiplique .
Etapa 1.2.3.6.1.2.1
Multiplique por .
Etapa 1.2.3.6.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 1.2.3.6.1.3
Subtraia de .
Etapa 1.2.3.6.1.4
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.6.1.5
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.6.1.6
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.6.1.7
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.6.1.7.1
Fatore de .
Etapa 1.2.3.6.1.7.2
Reescreva como .
Etapa 1.2.3.6.1.8
Elimine os termos abaixo do radical.
Etapa 1.2.3.6.1.9
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.2.3.6.2
Multiplique por .
Etapa 1.2.3.6.3
Simplifique .
Etapa 1.2.3.6.4
Altere para .
Etapa 1.2.3.7
A resposta final é a combinação das duas soluções.
Etapa 2
Etapa 2.1
Defina o denominador em como igual a para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 2.2
Resolva .
Etapa 2.2.1
Fatore usando o método AC.
Etapa 2.2.1.1
Considere a forma . Encontre um par de números inteiros cujo produto é e cuja soma é . Neste caso, cujo produto é e cuja soma é .
Etapa 2.2.1.2
Escreva a forma fatorada usando estes números inteiros.
Etapa 2.2.2
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 2.2.3
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 2.2.3.1
Defina como igual a .
Etapa 2.2.3.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 2.2.4
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 2.2.4.1
Defina como igual a .
Etapa 2.2.4.2
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 2.2.5
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
Etapa 2.3
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 3
Crie intervalos em torno dos valores , em que a segunda derivada é zero ou indefinida.
Etapa 4
Etapa 4.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 4.2
Simplifique o resultado.
Etapa 4.2.1
Simplifique o numerador.
Etapa 4.2.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 4.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 4.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 4.2.1.4
Some e .
Etapa 4.2.1.5
Some e .
Etapa 4.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 4.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 4.2.2.2
Some e .
Etapa 4.2.2.3
Eleve à potência de .
Etapa 4.2.2.4
Eleve à potência de .
Etapa 4.2.3
Multiplique.
Etapa 4.2.3.1
Multiplique por .
Etapa 4.2.3.2
Multiplique por .
Etapa 4.2.4
A resposta final é .
Etapa 4.3
O gráfico tem concavidade para cima no intervalo porque é positivo.
Concavidade para cima em , já que é positivo
Concavidade para cima em , já que é positivo
Etapa 5
Etapa 5.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 5.2
Simplifique o resultado.
Etapa 5.2.1
Simplifique o numerador.
Etapa 5.2.1.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 5.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 5.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 5.2.1.4
Some e .
Etapa 5.2.1.5
Some e .
Etapa 5.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 5.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 5.2.2.2
Some e .
Etapa 5.2.2.3
Eleve à potência de .
Etapa 5.2.2.4
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 5.2.3
Simplifique a expressão.
Etapa 5.2.3.1
Multiplique por .
Etapa 5.2.3.2
Multiplique por .
Etapa 5.2.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 5.2.4
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
Etapa 6.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 6.2
Simplifique o resultado.
Etapa 6.2.1
Simplifique o numerador.
Etapa 6.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 6.2.1.2
Some e .
Etapa 6.2.1.3
Convert to scientific notation.
Etapa 6.2.1.4
Fatore de .
Etapa 6.2.1.5
Subtraia de .
Etapa 6.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 6.2.1.7
Eleve à potência de .
Etapa 6.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 6.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 6.2.2.2
Some e .
Etapa 6.2.2.3
Eleve à potência de .
Etapa 6.2.2.4
Eleve à potência de .
Etapa 6.2.3
Reduza a expressão cancelando os fatores comuns.
Etapa 6.2.3.1
Multiplique por .
Etapa 6.2.3.2
Multiplique por .
Etapa 6.2.3.3
Cancele o fator comum de e .
Etapa 6.2.3.3.1
Reescreva como .
Etapa 6.2.3.3.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 6.2.3.3.2.1
Reescreva como .
Etapa 6.2.3.3.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 6.2.3.3.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 6.2.4
A resposta final é .
Etapa 6.3
O gráfico tem concavidade para cima no intervalo porque é positivo.
Concavidade para cima em , já que é positivo
Concavidade para cima em , já que é positivo
Etapa 7
O gráfico tem concavidade para baixo quando a segunda derivada é negativa e concavidade para cima quando a segunda derivada é positiva.
Concavidade para cima em , já que é positivo
Concavidade para baixo em , já que é negativo
Concavidade para cima em , já que é positivo
Etapa 8