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Pré-cálculo Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
Diferencie usando a regra do múltiplo constante.
Etapa 1.1.1
Combine e .
Etapa 1.1.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.2.2
A derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.3
Diferencie.
Etapa 1.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.3.2
Combine frações.
Etapa 1.3.2.1
Combine e .
Etapa 1.3.2.2
Combine e .
Etapa 1.3.2.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.3.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.3.4
Multiplique por .
Etapa 2
Etapa 2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.2.2
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.3
Diferencie usando a regra do múltiplo constante.
Etapa 2.3.1
Combine e .
Etapa 2.3.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.3.3
Multiplique por .
Etapa 2.4
Eleve à potência de .
Etapa 2.5
Eleve à potência de .
Etapa 2.6
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.7
Simplifique a expressão.
Etapa 2.7.1
Some e .
Etapa 2.7.2
Multiplique por .
Etapa 2.8
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.9
Multiplique por .
Etapa 3
Para encontrar os valores máximo local e mínimo local da função, defina a derivada como igual a e resolva.
Etapa 4
Defina o numerador como igual a zero.
Etapa 5
Etapa 5.1
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.1.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.1.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.1.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.1.2.1.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.1.2.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.1.2.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.1.2.2.2
Divida por .
Etapa 5.1.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.1.3.1
Cancele o fator comum de e .
Etapa 5.1.3.1.1
Fatore de .
Etapa 5.1.3.1.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 5.1.3.1.2.1
Fatore de .
Etapa 5.1.3.1.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.1.3.1.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.1.3.2
Divida por .
Etapa 5.2
Obtenha o cosseno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do cosseno.
Etapa 5.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.3.1
O valor exato de é .
Etapa 5.4
Multiplique os dois lados da equação por .
Etapa 5.5
Simplifique os dois lados da equação.
Etapa 5.5.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.5.1.1
Simplifique .
Etapa 5.5.1.1.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.5.1.1.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.5.1.1.1.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.5.1.1.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.5.1.1.2.1
Fatore de .
Etapa 5.5.1.1.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.5.1.1.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.5.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.5.2.1
Simplifique .
Etapa 5.5.2.1.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.5.2.1.1.1
Fatore de .
Etapa 5.5.2.1.1.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.5.2.1.1.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.5.2.1.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.5.2.1.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.5.2.1.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.6
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 5.7
Resolva .
Etapa 5.7.1
Multiplique os dois lados da equação por .
Etapa 5.7.2
Simplifique os dois lados da equação.
Etapa 5.7.2.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.7.2.1.1
Simplifique .
Etapa 5.7.2.1.1.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.7.2.1.1.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.7.2.1.1.1.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.7.2.1.1.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.7.2.1.1.2.1
Fatore de .
Etapa 5.7.2.1.1.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.7.2.1.1.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.7.2.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.7.2.2.1
Simplifique .
Etapa 5.7.2.2.1.1
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 5.7.2.2.1.2
Combine e .
Etapa 5.7.2.2.1.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 5.7.2.2.1.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.7.2.2.1.4.1
Fatore de .
Etapa 5.7.2.2.1.4.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.7.2.2.1.4.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.7.2.2.1.5
Multiplique por .
Etapa 5.7.2.2.1.6
Subtraia de .
Etapa 5.7.2.2.1.7
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.7.2.2.1.7.1
Fatore de .
Etapa 5.7.2.2.1.7.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.7.2.2.1.7.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.7.2.2.1.8
Multiplique por .
Etapa 5.8
A solução para a equação .
Etapa 6
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 7
Etapa 7.1
Cancele o fator comum de e .
Etapa 7.1.1
Fatore de .
Etapa 7.1.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 7.1.2.1
Fatore de .
Etapa 7.1.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 7.1.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 7.2
Simplifique o numerador.
Etapa 7.2.1
O valor exato de é .
Etapa 7.2.2
Multiplique por .
Etapa 8
é um máximo local, porque o valor da segunda derivada é negativo. Isso é conhecido como teste da segunda derivada.
é um máximo local
Etapa 9
Etapa 9.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 9.2
Simplifique o resultado.
Etapa 9.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.2.1.1
Fatore de .
Etapa 9.2.1.2
Cancele o fator comum.
Etapa 9.2.1.3
Reescreva a expressão.
Etapa 9.2.2
O valor exato de é .
Etapa 9.2.3
Multiplique por .
Etapa 9.2.4
A resposta final é .
Etapa 10
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 11
Etapa 11.1
Cancele o fator comum de e .
Etapa 11.1.1
Fatore de .
Etapa 11.1.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 11.1.2.1
Fatore de .
Etapa 11.1.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 11.1.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 11.2
Simplifique o numerador.
Etapa 11.2.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 11.2.2
Aplique o ângulo de referência encontrando o ângulo com valores trigonométricos equivalentes no primeiro quadrante. Torne a expressão negativa, pois o seno é negativo no quarto quadrante.
Etapa 11.2.3
O valor exato de é .
Etapa 11.2.4
Multiplique por .
Etapa 11.2.5
Multiplique por .
Etapa 11.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 11.4
Multiplique .
Etapa 11.4.1
Multiplique por .
Etapa 11.4.2
Multiplique por .
Etapa 12
é um mínimo local, porque o valor da segunda derivada é positivo. Isso é conhecido como teste da segunda derivada.
é um mínimo local
Etapa 13
Etapa 13.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 13.2
Simplifique o resultado.
Etapa 13.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 13.2.1.1
Fatore de .
Etapa 13.2.1.2
Fatore de .
Etapa 13.2.1.3
Cancele o fator comum.
Etapa 13.2.1.4
Reescreva a expressão.
Etapa 13.2.2
Combine e .
Etapa 13.2.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 13.2.4
Aplique o ângulo de referência encontrando o ângulo com valores trigonométricos equivalentes no primeiro quadrante. Torne a expressão negativa, pois o seno é negativo no quarto quadrante.
Etapa 13.2.5
O valor exato de é .
Etapa 13.2.6
Multiplique .
Etapa 13.2.6.1
Multiplique por .
Etapa 13.2.6.2
Multiplique por .
Etapa 13.2.7
A resposta final é .
Etapa 14
Esses são os extremos locais para .
é um máximo local
é um mínimo local
Etapa 15