Cálculo Ejemplos

$f (x) = - 3 | x |$

Paso 1

Obtén la primera derivada de la función.

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Paso 1.1

Como $- 3$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- 3 | x |$ con respecto a $x$ es $- 3 \frac{d}{d x} [| x |]$ .

$- 3 \frac{d}{d x} [| x |]$

Paso 1.2

La derivada de $| x |$ con respecto a $x$ es $\frac{x}{| x |}$ .

$- 3 \frac{x}{| x |}$

Paso 1.3

Combina fracciones.

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Paso 1.3.1

Combina $- 3$ y $\frac{x}{| x |}$ .

$\frac{- 3 x}{| x |}$

Paso 1.3.2

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$- \frac{3 x}{| x |}$

Paso 2

Obtén la segunda derivada de la función.

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Paso 2.1

Como $- 3$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- \frac{3 x}{| x |}$ con respecto a $x$ es $- 3 \frac{d}{d x} [\frac{x}{| x |}]$ .

$f'' (x) = - 3 \frac{d}{d x} \frac{x}{| x |}$

Paso 2.2

Diferencia con la regla del cociente, que establece que $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ es $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ donde $f (x) = x$ y $g (x) = | x |$ .

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

Paso 2.3

Diferencia con la regla de la potencia.

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Paso 2.3.1

Diferencia con la regla de la potencia, que establece que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ es $n x^{n - 1}$ donde $n = 1$ .

$f'' (x) = - 3 \frac{| x | \cdot 1 - x \frac{d}{d x} | x |}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.3.2

Multiplica $| x |$ por $1$ .

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

Paso 2.4

La derivada de $| x |$ con respecto a $x$ es $\frac{x}{| x |}$ .

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

Paso 2.5

Combina $\frac{x}{| x |}$ y $x$ .

$f'' (x) = - 3 \frac{| x | - \frac{x \cdot x}{| x |}}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.6

Eleva $x$ a la potencia de $1$ .

$f'' (x) = - 3 \frac{| x | - \frac{x \cdot x}{| x |}}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.7

Eleva $x$ a la potencia de $1$ .

$f'' (x) = - 3 \frac{| x | - \frac{x \cdot x}{| x |}}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.8

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$f'' (x) = - 3 \frac{| x | - \frac{x^{1 + 1}}{| x |}}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.9

Suma $1$ y $1$ .

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

Paso 2.10

Combina $- 3$ y $\frac{| x | - \frac{x^{2}}{| x |}}{{| x |}^{2}}$ .

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

Paso 2.11

Mueve el negativo al frente de la fracción.

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

Paso 2.12

Simplifica.

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Paso 2.12.1

Aplica la propiedad distributiva.

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

Paso 2.12.2

Simplifica cada término.

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Paso 2.12.2.1

Multiplica $3 (- \frac{x^{2}}{| x |})$ .

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Paso 2.12.2.1.1

Multiplica $- 1$ por $3$ .

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

Paso 2.12.2.1.2

Combina $- 3$ y $\frac{x^{2}}{| x |}$ .

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

Paso 2.12.2.2

Mueve el negativo al frente de la fracción.

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

Paso 2.12.3

Simplifica el numerador.

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Paso 2.12.3.1

Factoriza $3$ de $3 | x | - \frac{3 x^{2}}{| x |}$ .

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Paso 2.12.3.1.1

Factoriza $3$ de $3 | x |$ .

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

Paso 2.12.3.1.2

Factoriza $3$ de $- \frac{3 x^{2}}{| x |}$ .

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

Paso 2.12.3.1.3

Factoriza $3$ de $3 (| x |) + 3 (- \frac{x^{2}}{| x |})$ .

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

Paso 2.12.3.2

Para escribir $| x |$ como una fracción con un denominador común, multiplica por $\frac{| x |}{| x |}$ .

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

Paso 2.12.3.3

Combina los numeradores sobre el denominador común.

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

Paso 2.12.3.4

Simplifica el numerador.

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Paso 2.12.3.4.1

Multiplica $| x | | x |$ .

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Paso 2.12.3.4.1.1

Para multiplicar valores absolutos, multiplica los términos dentro de cada valor absoluto.

$f'' (x) = - \frac{3 (\frac{| x \cdot x | - x^{2}}{| x |})}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.12.3.4.1.2

Eleva $x$ a la potencia de $1$ .

$f'' (x) = - \frac{3 (\frac{| x \cdot x | - x^{2}}{| x |})}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.12.3.4.1.3

Eleva $x$ a la potencia de $1$ .

$f'' (x) = - \frac{3 (\frac{| x \cdot x | - x^{2}}{| x |})}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.12.3.4.1.4

Usa la regla de la potencia $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar exponentes.

$f'' (x) = - \frac{3 (\frac{| x^{1 + 1} | - x^{2}}{| x |})}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.12.3.4.1.5

Suma $1$ y $1$ .

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

Paso 2.12.3.4.2

Elimina los términos no negativos del valor absoluto.

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

Paso 2.12.3.4.3

Resta $x^{2}$ de $x^{2}$ .

$f'' (x) = - \frac{3 (\frac{0}{| x |})}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.12.3.5

Divide $0$ por $| x |$ .

$f'' (x) = - \frac{3 \cdot 0}{{| x |}^{2}}$

Paso 2.12.4

Elimina el valor absoluto en ${| x |}^{2}$ porque las potenciaciones con potencias pares siempre son positivas.

$f'' (x) = - \frac{3 \cdot 0}{x^{2}}$

Paso 2.12.5

Multiplica $3$ por $0$ .

$f'' (x) = - \frac{0}{x^{2}}$

Paso 2.12.6

Divide $0$ por $x^{2}$ .

$f'' (x) = - 0$

Paso 2.12.7

Multiplica $- 1$ por $0$ .

$f'' (x) = 0$

Paso 3

Para obtener los valores mínimo y máximo locales de la función, establece la derivada igual a $0$ y resuelve.

$- \frac{3 x}{| x |} = 0$

Paso 4

Obtén la primera derivada.

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Paso 4.1

Obtén la primera derivada.

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Paso 4.1.1

Como $- 3$ es constante con respecto a $x$ , la derivada de $- 3 | x |$ con respecto a $x$ es $- 3 \frac{d}{d x} [| x |]$ .

$- 3 \frac{d}{d x} [| x |]$

Paso 4.1.2

La derivada de $| x |$ con respecto a $x$ es $\frac{x}{| x |}$ .

$- 3 \frac{x}{| x |}$

Paso 4.1.3

Combina fracciones.

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Paso 4.1.3.1

Combina $- 3$ y $\frac{x}{| x |}$ .

$\frac{- 3 x}{| x |}$

Paso 4.1.3.2

Mueve el negativo al frente de la fracción.

$f' (x) = - \frac{3 x}{| x |}$

Paso 4.2

La primera derivada de $f (x)$ con respecto a $x$ es $- \frac{3 x}{| x |}$ .

$- \frac{3 x}{| x |}$

Paso 5

Establece la primera derivada igual a $0$ , luego resuelve la ecuación $- \frac{3 x}{| x |} = 0$ .

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Paso 5.1

Establece la primera derivada igual a $0$ .

$- \frac{3 x}{| x |} = 0$

Paso 5.2

Establece el numerador igual a cero.

$3 x = 0$

Paso 5.3

Divide cada término en $3 x = 0$ por $3$ y simplifica.

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Paso 5.3.1

Divide cada término en $3 x = 0$ por $3$ .

$\frac{3 x}{3} = \frac{0}{3}$

Paso 5.3.2

Simplifica el lado izquierdo.

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Paso 5.3.2.1

Cancela el factor común de $3$ .

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Paso 5.3.2.1.1

Cancela el factor común.

$\frac{3 x}{3} = \frac{0}{3}$

Paso 5.3.2.1.2

Divide $x$ por $1$ .

$x = \frac{0}{3}$

Paso 5.3.3

Simplifica el lado derecho.

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Paso 5.3.3.1

Divide $0$ por $3$ .

$x = 0$

Paso 5.4

Excluye las soluciones que no hagan que $- \frac{3 x}{| x |} = 0$ sea verdadera.

$No hay solución$

Paso 6

Obtén los valores en el lugar donde la derivada es indefinida.

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Paso 6.1

Establece el denominador en $\frac{3 x}{| x |}$ igual que $0$ para obtener el lugar donde no está definida la expresión.

$| x | = 0$

Paso 6.2

Resuelve $x$

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Paso 6.2.1

Elimina el término de valor absoluto. Esto crea un $\pm$ en el lado derecho de la ecuación debido a $| x | = \pm x$ .

$x = \pm 0$

Paso 6.2.2

Más o menos $0$ es $0$ .

$x = 0$

Paso 7

Puntos críticos para evaluar.

$x = 0$

Paso 8

Evalúa la segunda derivada en $x = 0$ . Si la segunda derivada es positiva, entonces este es un mínimo local. Si es negativa, entonces este es un máximo local.

$0$

Paso 9

Como hay al menos un punto con $0$ o segunda derivada indefinida, aplica la prueba de la primera derivada.

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Paso 9.1

Divide $(- \infty, \infty)$ en intervalos separados alrededor de los valores de $x$ que hacen que la primera derivada sea $0$ o indefinida.

$(- \infty, 0) \cup (0, \infty)$

Paso 9.2

Sustituye cualquier número, como $- 2$ , del intervalo $(- \infty, 0)$ en la primera derivada $- \frac{3 x}{| x |}$ para comprobar si el resultado es negativo o positivo.

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Paso 9.2.1

Reemplaza la variable $x$ con $- 2$ en la expresión.

$f' (- 2) = - \frac{3 (- 2)}{| - 2 |}$

Paso 9.2.2

Simplifica el resultado.

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Paso 9.2.2.1

Multiplica $3$ por $- 2$ .

$f' (- 2) = - \frac{- 6}{| - 2 |}$

Paso 9.2.2.2

El valor absoluto es la distancia entre un número y cero. La distancia entre $- 2$ y $0$ es $2$ .

$f' (- 2) = - \frac{- 6}{2}$

Paso 9.2.2.3

Divide $- 6$ por $2$ .

$f' (- 2) = 3$

Paso 9.2.2.4

La respuesta final es $3$ .

$3$

Paso 9.3

Sustituye cualquier número, como $2$ , del intervalo $(0, \infty)$ en la primera derivada $- \frac{3 x}{| x |}$ para comprobar si el resultado es negativo o positivo.

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Paso 9.3.1

Reemplaza la variable $x$ con $2$ en la expresión.

$f' (2) = - \frac{3 (2)}{| 2 |}$

Paso 9.3.2

Simplifica el resultado.

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Paso 9.3.2.1

Multiplica $3$ por $2$ .

$f' (2) = - \frac{6}{| 2 |}$

Paso 9.3.2.2

El valor absoluto es la distancia entre un número y cero. La distancia entre $0$ y $2$ es $2$ .

$f' (2) = - \frac{6}{2}$

Paso 9.3.2.3

Divide $6$ por $2$ .

$f' (2) = - 1 \cdot 3$

Paso 9.3.2.4

Multiplica $- 1$ por $3$ .

$f' (2) = - 3$

Paso 9.3.2.5

La respuesta final es $- 3$ .

$- 3$

Paso 9.4

Como la primera derivada cambió los signos de positivo a negativo alrededor de $x = 0$ , $x = 0$ es un máximo local.

$x = 0$ es un máximo local

Paso 10