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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
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 1.2.4
Combina y .
Paso 1.2.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 1.2.6
Simplifica el numerador.
Paso 1.2.6.1
Multiplica por .
Paso 1.2.6.2
Resta de .
Paso 1.2.7
Combina y .
Paso 1.2.8
Combina y .
Paso 1.2.9
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
Diferencia con la regla de la constante.
Paso 1.4.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.4.2
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
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 2.2.4
Combina y .
Paso 2.2.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 2.2.6
Simplifica el numerador.
Paso 2.2.6.1
Multiplica por .
Paso 2.2.6.2
Resta de .
Paso 2.2.7
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 2.2.8
Combina y .
Paso 2.2.9
Multiplica por .
Paso 2.2.10
Multiplica por .
Paso 2.2.11
Multiplica por .
Paso 2.2.12
Mueve al denominador mediante la regla del exponente negativo .
Paso 2.3
Diferencia con la regla de la constante.
Paso 2.3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.2
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
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 4.1.2.4
Combina y .
Paso 4.1.2.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 4.1.2.6
Simplifica el numerador.
Paso 4.1.2.6.1
Multiplica por .
Paso 4.1.2.6.2
Resta de .
Paso 4.1.2.7
Combina y .
Paso 4.1.2.8
Combina y .
Paso 4.1.2.9
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
Diferencia con la regla de la constante.
Paso 4.1.4.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.4.2
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
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 5.3
Multiplica ambos lados de la ecuación por .
Paso 5.4
Simplifica ambos lados de la ecuación.
Paso 5.4.1
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.4.1.1
Simplifica .
Paso 5.4.1.1.1
Combinar.
Paso 5.4.1.1.2
Cancela el factor común.
Paso 5.4.1.1.3
Reescribe la expresión.
Paso 5.4.1.1.4
Cancela el factor común.
Paso 5.4.1.1.5
Divide por .
Paso 5.4.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 5.4.2.1
Simplifica .
Paso 5.4.2.1.1
Cancela el factor común de .
Paso 5.4.2.1.1.1
Factoriza de .
Paso 5.4.2.1.1.2
Cancela el factor común.
Paso 5.4.2.1.1.3
Reescribe la expresión.
Paso 5.4.2.1.2
Multiplica por .
Paso 5.5
Eleva cada lado de la ecuación a la potencia de para eliminar el exponente fraccionario en el lado izquierdo.
Paso 5.6
Simplifica el exponente.
Paso 5.6.1
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.6.1.1
Simplifica .
Paso 5.6.1.1.1
Multiplica los exponentes en .
Paso 5.6.1.1.1.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 5.6.1.1.1.2
Cancela el factor común de .
Paso 5.6.1.1.1.2.1
Cancela el factor común.
Paso 5.6.1.1.1.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 5.6.1.1.1.3
Cancela el factor común de .
Paso 5.6.1.1.1.3.1
Cancela el factor común.
Paso 5.6.1.1.1.3.2
Reescribe la expresión.
Paso 5.6.1.1.2
Simplifica.
Paso 5.6.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 5.6.2.1
Simplifica .
Paso 5.6.2.1.1
Simplifica la expresión.
Paso 5.6.2.1.1.1
Reescribe como .
Paso 5.6.2.1.1.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 5.6.2.1.2
Cancela el factor común de .
Paso 5.6.2.1.2.1
Cancela el factor común.
Paso 5.6.2.1.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 5.6.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 6
Paso 6.1
Aplica la regla para reescribir la exponenciación como un radical.
Paso 6.2
Establece el radicando en menor que para obtener el lugar donde no está definida la expresión.
Paso 6.3
Resuelve
Paso 6.3.1
Calcula la raíz especificada de ambos lados de la desigualdad para eliminar el exponente en el lado izquierdo.
Paso 6.3.2
Simplifica la ecuación.
Paso 6.3.2.1
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 6.3.2.1.1
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 6.3.2.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 6.3.2.2.1
Simplifica .
Paso 6.3.2.2.1.1
Reescribe como .
Paso 6.3.2.2.1.2
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 6.4
La ecuación es indefinida cuando el denominador es igual a , el argumento de una raíz cuadrada es menor que o el argumento de un logaritmo es menor o igual que .
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
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 9.1.1
Multiplica por .
Paso 9.1.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 9.1.1.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 9.1.2
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 9.1.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 9.1.4
Suma y .
Paso 9.2
Simplifica el denominador.
Paso 9.2.1
Reescribe como .
Paso 9.2.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 9.2.3
Cancela el factor común de .
Paso 9.2.3.1
Cancela el factor común.
Paso 9.2.3.2
Reescribe la expresión.
Paso 9.2.4
Eleva a la potencia de .
Paso 10
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 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
Reescribe como .
Paso 11.2.1.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 11.2.1.3
Cancela el factor común de .
Paso 11.2.1.3.1
Cancela el factor común.
Paso 11.2.1.3.2
Reescribe la expresión.
Paso 11.2.1.4
Eleva a la potencia de .
Paso 11.2.1.5
Multiplica por .
Paso 11.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.2.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 11.2.2.1
Resta de .
Paso 11.2.2.2
Suma y .
Paso 11.2.3
La respuesta final es .
Paso 12
Estos son los extremos locales de .
es un mínimo local
Paso 13