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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Paso 1.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.2
Evalúa .
Paso 1.2.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.2.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.2.3
Multiplica por .
Paso 1.3
Evalúa .
Paso 1.3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.3.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.3.3
Multiplica por .
Paso 1.4
Evalúa .
Paso 1.4.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.4.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.4.3
Multiplica por .
Paso 1.5
Evalúa .
Paso 1.5.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.5.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.5.3
Multiplica por .
Paso 1.6
Diferencia con la regla de la constante.
Paso 1.6.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.6.2
Suma y .
Paso 2
Paso 2.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.2
Evalúa .
Paso 2.2.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.2.3
Multiplica por .
Paso 2.3
Evalúa .
Paso 2.3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.3.3
Multiplica por .
Paso 2.4
Evalúa .
Paso 2.4.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.4.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.4.3
Multiplica por .
Paso 2.5
Diferencia con la regla de la constante.
Paso 2.5.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.5.2
Suma y .
Paso 3
Para obtener los valores mínimo y máximo locales de la función, establece la derivada igual a y resuelve.
Paso 4
Paso 4.1
Obtén la primera derivada.
Paso 4.1.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.2
Evalúa .
Paso 4.1.2.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.2.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.2.3
Multiplica por .
Paso 4.1.3
Evalúa .
Paso 4.1.3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.3.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.3.3
Multiplica por .
Paso 4.1.4
Evalúa .
Paso 4.1.4.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.4.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.4.3
Multiplica por .
Paso 4.1.5
Evalúa .
Paso 4.1.5.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.5.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.5.3
Multiplica por .
Paso 4.1.6
Diferencia con la regla de la constante.
Paso 4.1.6.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.6.2
Suma y .
Paso 4.2
La primera derivada de con respecto a es .
Paso 5
Paso 5.1
Establece la primera derivada igual a .
Paso 5.2
Factoriza el lado izquierdo de la ecuación.
Paso 5.2.1
Factoriza de .
Paso 5.2.1.1
Factoriza de .
Paso 5.2.1.2
Factoriza de .
Paso 5.2.1.3
Factoriza de .
Paso 5.2.1.4
Factoriza de .
Paso 5.2.1.5
Factoriza de .
Paso 5.2.1.6
Factoriza de .
Paso 5.2.1.7
Factoriza de .
Paso 5.2.2
Factoriza mediante la prueba de raíces racionales.
Paso 5.2.2.1
Si una función polinomial tiene coeficientes enteros, entonces todo cero racional tendrá la forma , donde es un factor de la constante y es un factor del coeficiente principal.
Paso 5.2.2.2
Obtén todas las combinaciones de . Estas son las posibles raíces de la función polinomial.
Paso 5.2.2.3
Sustituye y simplifica la expresión. En este caso, la expresión es igual a , por lo que es una raíz del polinomio.
Paso 5.2.2.3.1
Sustituye en el polinomio.
Paso 5.2.2.3.2
Eleva a la potencia de .
Paso 5.2.2.3.3
Multiplica por .
Paso 5.2.2.3.4
Eleva a la potencia de .
Paso 5.2.2.3.5
Multiplica por .
Paso 5.2.2.3.6
Resta de .
Paso 5.2.2.3.7
Multiplica por .
Paso 5.2.2.3.8
Resta de .
Paso 5.2.2.3.9
Suma y .
Paso 5.2.2.4
Como es una raíz conocida, divide el polinomio por para obtener el polinomio del cociente. Este polinomio luego se puede usar para obtener las raíces restantes.
Paso 5.2.2.5
Divide por .
Paso 5.2.2.5.1
Establece los polinomios que se dividirán. Si no hay un término para cada exponente, inserta uno con un valor de .
| - | - | - | + |
Paso 5.2.2.5.2
Divide el término de mayor orden en el dividendo por el término de mayor orden en el divisor .
| - | - | - | + |
Paso 5.2.2.5.3
Multiplica el nuevo término del cociente por el divisor.
| - | - | - | + | ||||||||
| + | - |
Paso 5.2.2.5.4
La expresión debe restarse del dividendo, así es que cambia todos los signos en .
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + |
Paso 5.2.2.5.5
Después de cambiar los signos, agrega el último dividendo del polinomio multiplicado para buscar el nuevo dividendo.
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - |
Paso 5.2.2.5.6
Retira los próximos términos del dividendo original hacia el dividendo actual.
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - |
Paso 5.2.2.5.7
Divide el término de mayor orden en el dividendo por el término de mayor orden en el divisor .
| - | |||||||||||
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - |
Paso 5.2.2.5.8
Multiplica el nuevo término del cociente por el divisor.
| - | |||||||||||
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| - | + |
Paso 5.2.2.5.9
La expresión debe restarse del dividendo, así es que cambia todos los signos en .
| - | |||||||||||
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | - |
Paso 5.2.2.5.10
Después de cambiar los signos, agrega el último dividendo del polinomio multiplicado para buscar el nuevo dividendo.
| - | |||||||||||
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - |
Paso 5.2.2.5.11
Retira los próximos términos del dividendo original hacia el dividendo actual.
| - | |||||||||||
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + |
Paso 5.2.2.5.12
Divide el término de mayor orden en el dividendo por el término de mayor orden en el divisor .
| - | - | ||||||||||
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + |
Paso 5.2.2.5.13
Multiplica el nuevo término del cociente por el divisor.
| - | - | ||||||||||
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | + |
Paso 5.2.2.5.14
La expresión debe restarse del dividendo, así es que cambia todos los signos en .
| - | - | ||||||||||
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - |
Paso 5.2.2.5.15
Después de cambiar los signos, agrega el último dividendo del polinomio multiplicado para buscar el nuevo dividendo.
| - | - | ||||||||||
| - | - | - | + | ||||||||
| - | + | ||||||||||
| - | - | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
| - | + | ||||||||||
| + | - | ||||||||||
Paso 5.2.2.5.16
Como el resto es , la respuesta final es el cociente.
Paso 5.2.2.6
Escribe como un conjunto de factores.
Paso 5.2.3
Factoriza.
Paso 5.2.3.1
Factoriza por agrupación.
Paso 5.2.3.1.1
Factoriza por agrupación.
Paso 5.2.3.1.1.1
Para un polinomio de la forma , reescribe el término medio como una suma de dos términos cuyo producto es y cuya suma es .
Paso 5.2.3.1.1.1.1
Factoriza de .
Paso 5.2.3.1.1.1.2
Reescribe como más
Paso 5.2.3.1.1.1.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 5.2.3.1.1.2
Factoriza el máximo común divisor de cada grupo.
Paso 5.2.3.1.1.2.1
Agrupa los dos primeros términos y los dos últimos términos.
Paso 5.2.3.1.1.2.2
Factoriza el máximo común divisor (MCD) de cada grupo.
Paso 5.2.3.1.1.3
Factoriza el polinomio mediante la factorización del máximo común divisor, .
Paso 5.2.3.1.2
Elimina los paréntesis innecesarios.
Paso 5.2.3.2
Elimina los paréntesis innecesarios.
Paso 5.3
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a , la expresión completa será igual a .
Paso 5.4
Establece igual a y resuelve .
Paso 5.4.1
Establece igual a .
Paso 5.4.2
Resuelve en .
Paso 5.4.2.1
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 5.4.2.2
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 5.4.2.2.1
Divide cada término en por .
Paso 5.4.2.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.4.2.2.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 5.4.2.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 5.4.2.2.2.1.2
Divide por .
Paso 5.5
Establece igual a y resuelve .
Paso 5.5.1
Establece igual a .
Paso 5.5.2
Resuelve en .
Paso 5.5.2.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 5.5.2.2
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 5.5.2.2.1
Divide cada término en por .
Paso 5.5.2.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.5.2.2.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 5.5.2.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 5.5.2.2.2.1.2
Divide por .
Paso 5.5.2.2.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 5.5.2.2.3.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 5.6
Establece igual a y resuelve .
Paso 5.6.1
Establece igual a .
Paso 5.6.2
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 5.7
La solución final comprende todos los valores que hacen verdadera.
Paso 6
Paso 6.1
El dominio de la expresión son todos números reales, excepto cuando la expresión no está definida. En ese caso, no hay ningún número real que haga que la expresión sea indefinida.
Paso 7
Puntos críticos para evaluar.
Paso 8
Evalúa la segunda derivada en . Si la segunda derivada es positiva, entonces este es un mínimo local. Si es negativa, entonces este es un máximo local.
Paso 9
Paso 9.1
Simplifica cada término.
Paso 9.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 9.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 9.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 9.1.4
Cancela el factor común de .
Paso 9.1.4.1
Factoriza de .
Paso 9.1.4.2
Cancela el factor común.
Paso 9.1.4.3
Reescribe la expresión.
Paso 9.1.5
Multiplica por .
Paso 9.1.6
Cancela el factor común de .
Paso 9.1.6.1
Factoriza de .
Paso 9.1.6.2
Cancela el factor común.
Paso 9.1.6.3
Reescribe la expresión.
Paso 9.1.7
Multiplica por .
Paso 9.2
Simplifica mediante la resta de números.
Paso 9.2.1
Resta de .
Paso 9.2.2
Resta de .
Paso 10
es un máximo local porque el valor de la segunda derivada es negativo. Esto se conoce como prueba de la segunda derivada
es un máximo local
Paso 11
Paso 11.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 11.2
Simplifica el resultado.
Paso 11.2.1
Simplifica cada término.
Paso 11.2.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 11.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 11.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 11.2.1.4
Cancela el factor común de .
Paso 11.2.1.4.1
Factoriza de .
Paso 11.2.1.4.2
Factoriza de .
Paso 11.2.1.4.3
Cancela el factor común.
Paso 11.2.1.4.4
Reescribe la expresión.
Paso 11.2.1.5
Combina y .
Paso 11.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.2.1.7
Aplica la regla del producto a .
Paso 11.2.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 11.2.1.9
Eleva a la potencia de .
Paso 11.2.1.10
Cancela el factor común de .
Paso 11.2.1.10.1
Factoriza de .
Paso 11.2.1.10.2
Cancela el factor común.
Paso 11.2.1.10.3
Reescribe la expresión.
Paso 11.2.1.11
Multiplica por .
Paso 11.2.1.12
Aplica la regla del producto a .
Paso 11.2.1.13
Eleva a la potencia de .
Paso 11.2.1.14
Eleva a la potencia de .
Paso 11.2.1.15
Multiplica .
Paso 11.2.1.15.1
Combina y .
Paso 11.2.1.15.2
Multiplica por .
Paso 11.2.1.16
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 11.2.1.17
Cancela el factor común de .
Paso 11.2.1.17.1
Factoriza de .
Paso 11.2.1.17.2
Cancela el factor común.
Paso 11.2.1.17.3
Reescribe la expresión.
Paso 11.2.1.18
Multiplica por .
Paso 11.2.2
Obtén el denominador común
Paso 11.2.2.1
Escribe como una fracción con el denominador .
Paso 11.2.2.2
Multiplica por .
Paso 11.2.2.3
Multiplica por .
Paso 11.2.2.4
Multiplica por .
Paso 11.2.2.5
Multiplica por .
Paso 11.2.2.6
Escribe como una fracción con el denominador .
Paso 11.2.2.7
Multiplica por .
Paso 11.2.2.8
Multiplica por .
Paso 11.2.2.9
Escribe como una fracción con el denominador .
Paso 11.2.2.10
Multiplica por .
Paso 11.2.2.11
Multiplica por .
Paso 11.2.2.12
Reordena los factores de .
Paso 11.2.2.13
Multiplica por .
Paso 11.2.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 11.2.4
Simplifica cada término.
Paso 11.2.4.1
Multiplica por .
Paso 11.2.4.2
Multiplica por .
Paso 11.2.4.3
Multiplica por .
Paso 11.2.4.4
Multiplica por .
Paso 11.2.5
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 11.2.5.1
Resta de .
Paso 11.2.5.2
Resta de .
Paso 11.2.5.3
Suma y .
Paso 11.2.5.4
Suma y .
Paso 11.2.6
La respuesta final es .
Paso 12
Evalúa la segunda derivada en . Si la segunda derivada es positiva, entonces este es un mínimo local. Si es negativa, entonces este es un máximo local.
Paso 13
Paso 13.1
Simplifica cada término.
Paso 13.1.1
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Paso 13.1.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 13.1.1.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 13.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 13.1.3
Multiplica por .
Paso 13.1.4
Eleva a la potencia de .
Paso 13.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 13.1.6
Cancela el factor común de .
Paso 13.1.6.1
Factoriza de .
Paso 13.1.6.2
Cancela el factor común.
Paso 13.1.6.3
Reescribe la expresión.
Paso 13.1.7
Multiplica por .
Paso 13.1.8
Cancela el factor común de .
Paso 13.1.8.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 13.1.8.2
Factoriza de .
Paso 13.1.8.3
Cancela el factor común.
Paso 13.1.8.4
Reescribe la expresión.
Paso 13.1.9
Multiplica por .
Paso 13.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 13.2.1
Suma y .
Paso 13.2.2
Resta de .
Paso 14
es un mínimo local porque el valor de la segunda derivada es positivo. Esto se conoce como prueba de la segunda derivada.
es un mínimo local
Paso 15
Paso 15.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 15.2
Simplifica el resultado.
Paso 15.2.1
Simplifica cada término.
Paso 15.2.1.1
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Paso 15.2.1.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 15.2.1.1.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 15.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 15.2.1.3
Multiplica por .
Paso 15.2.1.4
Eleva a la potencia de .
Paso 15.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 15.2.1.6
Cancela el factor común de .
Paso 15.2.1.6.1
Factoriza de .
Paso 15.2.1.6.2
Factoriza de .
Paso 15.2.1.6.3
Cancela el factor común.
Paso 15.2.1.6.4
Reescribe la expresión.
Paso 15.2.1.7
Combina y .
Paso 15.2.1.8
Multiplica por .
Paso 15.2.1.9
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Paso 15.2.1.9.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 15.2.1.9.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 15.2.1.10
Eleva a la potencia de .
Paso 15.2.1.11
Eleva a la potencia de .
Paso 15.2.1.12
Eleva a la potencia de .
Paso 15.2.1.13
Cancela el factor común de .
Paso 15.2.1.13.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 15.2.1.13.2
Factoriza de .
Paso 15.2.1.13.3
Cancela el factor común.
Paso 15.2.1.13.4
Reescribe la expresión.
Paso 15.2.1.14
Multiplica por .
Paso 15.2.1.15
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Paso 15.2.1.15.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 15.2.1.15.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 15.2.1.16
Eleva a la potencia de .
Paso 15.2.1.17
Multiplica por .
Paso 15.2.1.18
Eleva a la potencia de .
Paso 15.2.1.19
Eleva a la potencia de .
Paso 15.2.1.20
Multiplica .
Paso 15.2.1.20.1
Combina y .
Paso 15.2.1.20.2
Multiplica por .
Paso 15.2.1.21
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 15.2.1.22
Cancela el factor común de .
Paso 15.2.1.22.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 15.2.1.22.2
Factoriza de .
Paso 15.2.1.22.3
Cancela el factor común.
Paso 15.2.1.22.4
Reescribe la expresión.
Paso 15.2.1.23
Multiplica por .
Paso 15.2.2
Obtén el denominador común
Paso 15.2.2.1
Escribe como una fracción con el denominador .
Paso 15.2.2.2
Multiplica por .
Paso 15.2.2.3
Multiplica por .
Paso 15.2.2.4
Multiplica por .
Paso 15.2.2.5
Multiplica por .
Paso 15.2.2.6
Escribe como una fracción con el denominador .
Paso 15.2.2.7
Multiplica por .
Paso 15.2.2.8
Multiplica por .
Paso 15.2.2.9
Escribe como una fracción con el denominador .
Paso 15.2.2.10
Multiplica por .
Paso 15.2.2.11
Multiplica por .
Paso 15.2.2.12
Reordena los factores de .
Paso 15.2.2.13
Multiplica por .
Paso 15.2.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 15.2.4
Simplifica cada término.
Paso 15.2.4.1
Multiplica por .
Paso 15.2.4.2
Multiplica por .
Paso 15.2.4.3
Multiplica por .
Paso 15.2.4.4
Multiplica por .
Paso 15.2.5
Simplifica la expresión.
Paso 15.2.5.1
Suma y .
Paso 15.2.5.2
Resta de .
Paso 15.2.5.3
Resta de .
Paso 15.2.5.4
Suma y .
Paso 15.2.5.5
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 15.2.6
La respuesta final es .
Paso 16
Evalúa la segunda derivada en . Si la segunda derivada es positiva, entonces este es un mínimo local. Si es negativa, entonces este es un máximo local.
Paso 17
Paso 17.1
Simplifica cada término.
Paso 17.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 17.1.2
Multiplica por .
Paso 17.1.3
Multiplica por .
Paso 17.2
Simplifica mediante la resta de números.
Paso 17.2.1
Resta de .
Paso 17.2.2
Resta de .
Paso 18
es un mínimo local porque el valor de la segunda derivada es positivo. Esto se conoce como prueba de la segunda derivada.
es un mínimo local
Paso 19
Paso 19.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 19.2
Simplifica el resultado.
Paso 19.2.1
Simplifica cada término.
Paso 19.2.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 19.2.1.2
Multiplica por .
Paso 19.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 19.2.1.4
Multiplica por .
Paso 19.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 19.2.1.6
Multiplica por .
Paso 19.2.1.7
Multiplica por .
Paso 19.2.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 19.2.2.1
Resta de .
Paso 19.2.2.2
Resta de .
Paso 19.2.2.3
Suma y .
Paso 19.2.2.4
Suma y .
Paso 19.2.3
La respuesta final es .
Paso 20
Estos son los extremos locales de .
es un máximo local
es un mínimo local
es un mínimo local
Paso 21