Cálculo Ejemplos

Hallar los máximos y mínimos locales f(x)=6sin(x)^2+6sin(x)
Paso 1
Obtén la primera derivada de la función.
Toca para ver más pasos...
Paso 1.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.2
Evalúa .
Toca para ver más pasos...
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 cadena, que establece que es donde y .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.2.2.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.2.2.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.2.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.2.3
La derivada de con respecto a es .
Paso 1.2.4
Multiplica por .
Paso 1.3
Evalúa .
Toca para ver más pasos...
Paso 1.3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.3.2
La derivada de con respecto a es .
Paso 1.4
Reordena los términos.
Paso 2
Obtén la segunda derivada de la función.
Toca para ver más pasos...
Paso 2.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.2
Evalúa .
Toca para ver más pasos...
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 del producto, que establece que es donde y .
Paso 2.2.3
La derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.4
La derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.5
Eleva a la potencia de .
Paso 2.2.6
Eleva a la potencia de .
Paso 2.2.7
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.2.8
Suma y .
Paso 2.2.9
Eleva a la potencia de .
Paso 2.2.10
Eleva a la potencia de .
Paso 2.2.11
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.2.12
Suma y .
Paso 2.3
Evalúa .
Toca para ver más pasos...
Paso 2.3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.2
La derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.3
Multiplica por .
Paso 2.4
Simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 2.4.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.4.2
Multiplica por .
Paso 3
Para obtener los valores mínimo y máximo locales de la función, establece la derivada igual a y resuelve.
Paso 4
Factoriza de .
Toca para ver más pasos...
Paso 4.1
Factoriza de .
Paso 4.2
Factoriza de .
Paso 4.3
Factoriza de .
Paso 5
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a , la expresión completa será igual a .
Paso 6
Establece igual a y resuelve .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.1
Establece igual a .
Paso 6.2
Resuelve en .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.1
Resta la inversa del coseno de ambos lados de la ecuación para extraer del interior del coseno.
Paso 6.2.2
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1
El valor exacto de es .
Paso 6.2.3
La función coseno es positiva en el primer y el cuarto cuadrante. Para obtener la segunda solución, resta el ángulo de referencia de para obtener la solución en el cuarto cuadrante.
Paso 6.2.4
Simplifica .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.4.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 6.2.4.2
Combina fracciones.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.4.2.1
Combina y .
Paso 6.2.4.2.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 6.2.4.3
Simplifica el numerador.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.4.3.1
Multiplica por .
Paso 6.2.4.3.2
Resta de .
Paso 6.2.5
La solución a la ecuación .
Paso 7
Establece igual a y resuelve .
Toca para ver más pasos...
Paso 7.1
Establece igual a .
Paso 7.2
Resuelve en .
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 7.2.2
Divide cada término en por y simplifica.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.2.1
Divide cada término en por .
Paso 7.2.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.2.2.1
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 7.2.2.2.1.2
Divide por .
Paso 7.2.2.3
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.2.3.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 7.2.3
Resta la inversa de seno de ambos lados de la ecuación para extraer del interior de seno.
Paso 7.2.4
Simplifica el lado derecho.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.4.1
El valor exacto de es .
Paso 7.2.5
La función seno es negativa en el tercer y el cuarto cuadrante. Para obtener la segunda solución, resta la solución de para obtener un ángulo de referencia. A continuación, suma este ángulo de referencia a para obtener la solución en el tercer cuadrante.
Paso 7.2.6
Simplifica la expresión para obtener la segunda solución.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.6.1
Resta de .
Paso 7.2.6.2
El ángulo resultante de es positivo, menor que y coterminal con .
Paso 7.2.7
La solución a la ecuación .
Paso 8
La solución final comprende todos los valores que hacen verdadera.
Paso 9
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 10
Evalúa la segunda derivada.
Toca para ver más pasos...
Paso 10.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 10.1.1
El valor exacto de es .
Paso 10.1.2
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 10.1.3
Multiplica por .
Paso 10.1.4
El valor exacto de es .
Paso 10.1.5
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 10.1.6
Multiplica por .
Paso 10.1.7
El valor exacto de es .
Paso 10.1.8
Multiplica por .
Paso 10.2
Simplifica mediante la resta de números.
Toca para ver más pasos...
Paso 10.2.1
Resta de .
Paso 10.2.2
Resta de .
Paso 11
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 12
Obtén el valor de y cuando .
Toca para ver más pasos...
Paso 12.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 12.2
Simplifica el resultado.
Toca para ver más pasos...
Paso 12.2.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 12.2.1.1
El valor exacto de es .
Paso 12.2.1.2
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 12.2.1.3
Multiplica por .
Paso 12.2.1.4
El valor exacto de es .
Paso 12.2.1.5
Multiplica por .
Paso 12.2.2
Suma y .
Paso 12.2.3
La respuesta final es .
Paso 13
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 14
Evalúa la segunda derivada.
Toca para ver más pasos...
Paso 14.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 14.1.1
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante.
Paso 14.1.2
El valor exacto de es .
Paso 14.1.3
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 14.1.4
Multiplica por .
Paso 14.1.5
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el cuarto cuadrante.
Paso 14.1.6
El valor exacto de es .
Paso 14.1.7
Multiplica por .
Paso 14.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 14.1.9
Multiplica por .
Paso 14.1.10
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el cuarto cuadrante.
Paso 14.1.11
El valor exacto de es .
Paso 14.1.12
Multiplica .
Toca para ver más pasos...
Paso 14.1.12.1
Multiplica por .
Paso 14.1.12.2
Multiplica por .
Paso 14.2
Simplifica mediante suma y resta.
Toca para ver más pasos...
Paso 14.2.1
Resta de .
Paso 14.2.2
Suma y .
Paso 15
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 16
Obtén el valor de y cuando .
Toca para ver más pasos...
Paso 16.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 16.2
Simplifica el resultado.
Toca para ver más pasos...
Paso 16.2.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 16.2.1.1
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el cuarto cuadrante.
Paso 16.2.1.2
El valor exacto de es .
Paso 16.2.1.3
Multiplica por .
Paso 16.2.1.4
Eleva a la potencia de .
Paso 16.2.1.5
Multiplica por .
Paso 16.2.1.6
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el cuarto cuadrante.
Paso 16.2.1.7
El valor exacto de es .
Paso 16.2.1.8
Multiplica .
Toca para ver más pasos...
Paso 16.2.1.8.1
Multiplica por .
Paso 16.2.1.8.2
Multiplica por .
Paso 16.2.2
Resta de .
Paso 16.2.3
La respuesta final es .
Paso 17
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 18
Evalúa la segunda derivada.
Toca para ver más pasos...
Paso 18.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 18.1.1
Suma las rotaciones completas de hasta que el ángulo sea mayor o igual que y menor que .
Paso 18.1.2
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante.
Paso 18.1.3
El valor exacto de es .
Paso 18.1.4
Aplica la regla del producto a .
Paso 18.1.5
Reescribe como .
Toca para ver más pasos...
Paso 18.1.5.1
Usa para reescribir como .
Paso 18.1.5.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 18.1.5.3
Combina y .
Paso 18.1.5.4
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 18.1.5.4.1
Cancela el factor común.
Paso 18.1.5.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 18.1.5.5
Evalúa el exponente.
Paso 18.1.6
Eleva a la potencia de .
Paso 18.1.7
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 18.1.7.1
Factoriza de .
Paso 18.1.7.2
Cancela el factor común.
Paso 18.1.7.3
Reescribe la expresión.
Paso 18.1.8
Multiplica por .
Paso 18.1.9
Suma las rotaciones completas de hasta que el ángulo sea mayor o igual que y menor que .
Paso 18.1.10
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el cuarto cuadrante.
Paso 18.1.11
El valor exacto de es .
Paso 18.1.12
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Toca para ver más pasos...
Paso 18.1.12.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 18.1.12.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 18.1.13
Eleva a la potencia de .
Paso 18.1.14
Multiplica por .
Paso 18.1.15
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 18.1.16
Eleva a la potencia de .
Paso 18.1.17
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 18.1.17.1
Factoriza de .
Paso 18.1.17.2
Cancela el factor común.
Paso 18.1.17.3
Reescribe la expresión.
Paso 18.1.18
Suma las rotaciones completas de hasta que el ángulo sea mayor o igual que y menor que .
Paso 18.1.19
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el cuarto cuadrante.
Paso 18.1.20
El valor exacto de es .
Paso 18.1.21
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 18.1.21.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 18.1.21.2
Factoriza de .
Paso 18.1.21.3
Cancela el factor común.
Paso 18.1.21.4
Reescribe la expresión.
Paso 18.1.22
Multiplica por .
Paso 18.2
Simplifica mediante suma y resta.
Toca para ver más pasos...
Paso 18.2.1
Resta de .
Paso 18.2.2
Suma y .
Paso 19
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 20
Obtén el valor de y cuando .
Toca para ver más pasos...
Paso 20.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 20.2
Simplifica el resultado.
Toca para ver más pasos...
Paso 20.2.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 20.2.1.1
Suma las rotaciones completas de hasta que el ángulo sea mayor o igual que y menor que .
Paso 20.2.1.2
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el cuarto cuadrante.
Paso 20.2.1.3
El valor exacto de es .
Paso 20.2.1.4
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Toca para ver más pasos...
Paso 20.2.1.4.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 20.2.1.4.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 20.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 20.2.1.6
Multiplica por .
Paso 20.2.1.7
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 20.2.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 20.2.1.9
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 20.2.1.9.1
Factoriza de .
Paso 20.2.1.9.2
Factoriza de .
Paso 20.2.1.9.3
Cancela el factor común.
Paso 20.2.1.9.4
Reescribe la expresión.
Paso 20.2.1.10
Combina y .
Paso 20.2.1.11
Suma las rotaciones completas de hasta que el ángulo sea mayor o igual que y menor que .
Paso 20.2.1.12
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el cuarto cuadrante.
Paso 20.2.1.13
El valor exacto de es .
Paso 20.2.1.14
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 20.2.1.14.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 20.2.1.14.2
Factoriza de .
Paso 20.2.1.14.3
Cancela el factor común.
Paso 20.2.1.14.4
Reescribe la expresión.
Paso 20.2.1.15
Multiplica por .
Paso 20.2.2
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 20.2.3
Combina y .
Paso 20.2.4
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 20.2.5
Simplifica el numerador.
Toca para ver más pasos...
Paso 20.2.5.1
Multiplica por .
Paso 20.2.5.2
Resta de .
Paso 20.2.6
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 20.2.7
La respuesta final es .
Paso 21
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 22
Evalúa la segunda derivada.
Toca para ver más pasos...
Paso 22.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 22.1.1
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el coseno es negativo en el tercer cuadrante.
Paso 22.1.2
El valor exacto de es .
Paso 22.1.3
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Toca para ver más pasos...
Paso 22.1.3.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 22.1.3.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 22.1.4
Eleva a la potencia de .
Paso 22.1.5
Multiplica por .
Paso 22.1.6
Reescribe como .
Toca para ver más pasos...
Paso 22.1.6.1
Usa para reescribir como .
Paso 22.1.6.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 22.1.6.3
Combina y .
Paso 22.1.6.4
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 22.1.6.4.1
Cancela el factor común.
Paso 22.1.6.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 22.1.6.5
Evalúa el exponente.
Paso 22.1.7
Eleva a la potencia de .
Paso 22.1.8
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 22.1.8.1
Factoriza de .
Paso 22.1.8.2
Cancela el factor común.
Paso 22.1.8.3
Reescribe la expresión.
Paso 22.1.9
Multiplica por .
Paso 22.1.10
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el tercer cuadrante.
Paso 22.1.11
El valor exacto de es .
Paso 22.1.12
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Toca para ver más pasos...
Paso 22.1.12.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 22.1.12.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 22.1.13
Eleva a la potencia de .
Paso 22.1.14
Multiplica por .
Paso 22.1.15
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 22.1.16
Eleva a la potencia de .
Paso 22.1.17
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 22.1.17.1
Factoriza de .
Paso 22.1.17.2
Cancela el factor común.
Paso 22.1.17.3
Reescribe la expresión.
Paso 22.1.18
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el tercer cuadrante.
Paso 22.1.19
El valor exacto de es .
Paso 22.1.20
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 22.1.20.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 22.1.20.2
Factoriza de .
Paso 22.1.20.3
Cancela el factor común.
Paso 22.1.20.4
Reescribe la expresión.
Paso 22.1.21
Multiplica por .
Paso 22.2
Simplifica mediante suma y resta.
Toca para ver más pasos...
Paso 22.2.1
Resta de .
Paso 22.2.2
Suma y .
Paso 23
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 24
Obtén el valor de y cuando .
Toca para ver más pasos...
Paso 24.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 24.2
Simplifica el resultado.
Toca para ver más pasos...
Paso 24.2.1
Simplifica cada término.
Toca para ver más pasos...
Paso 24.2.1.1
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el tercer cuadrante.
Paso 24.2.1.2
El valor exacto de es .
Paso 24.2.1.3
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Toca para ver más pasos...
Paso 24.2.1.3.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 24.2.1.3.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 24.2.1.4
Eleva a la potencia de .
Paso 24.2.1.5
Multiplica por .
Paso 24.2.1.6
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 24.2.1.7
Eleva a la potencia de .
Paso 24.2.1.8
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 24.2.1.8.1
Factoriza de .
Paso 24.2.1.8.2
Factoriza de .
Paso 24.2.1.8.3
Cancela el factor común.
Paso 24.2.1.8.4
Reescribe la expresión.
Paso 24.2.1.9
Combina y .
Paso 24.2.1.10
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el tercer cuadrante.
Paso 24.2.1.11
El valor exacto de es .
Paso 24.2.1.12
Cancela el factor común de .
Toca para ver más pasos...
Paso 24.2.1.12.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 24.2.1.12.2
Factoriza de .
Paso 24.2.1.12.3
Cancela el factor común.
Paso 24.2.1.12.4
Reescribe la expresión.
Paso 24.2.1.13
Multiplica por .
Paso 24.2.2
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 24.2.3
Combina y .
Paso 24.2.4
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 24.2.5
Simplifica el numerador.
Toca para ver más pasos...
Paso 24.2.5.1
Multiplica por .
Paso 24.2.5.2
Resta de .
Paso 24.2.6
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 24.2.7
La respuesta final es .
Paso 25
Estos son los extremos locales de .
es un máximo local
es un máximo local
es un mínimo local
es un mínimo local
Paso 26