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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
Evalúa .
Paso 2.5.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.5.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.5.3
Multiplica por .
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
Eleva a la potencia de .
Paso 5.2.2.3.4
Multiplica por .
Paso 5.2.2.3.5
Resta de .
Paso 5.2.2.3.6
Multiplica por .
Paso 5.2.2.3.7
Suma y .
Paso 5.2.2.3.8
Resta de .
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 con la regla del cuadrado perfecto.
Paso 5.2.3.1.1
Reescribe como .
Paso 5.2.3.1.2
Comprueba que el término medio sea dos veces el producto de los números que se elevan al cuadrado en el primer término y el tercer término.
Paso 5.2.3.1.3
Reescribe el polinomio.
Paso 5.2.3.1.4
Factoriza con la regla del trinomio cuadrado perfecto , donde y .
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 .
Paso 5.5
Establece igual a y resuelve .
Paso 5.5.1
Establece igual a .
Paso 5.5.2
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 5.6
Establece igual a y resuelve .
Paso 5.6.1
Establece igual a .
Paso 5.6.2
Resuelve en .
Paso 5.6.2.1
Establece igual a .
Paso 5.6.2.2
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
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 9.1.2
Multiplica por .
Paso 9.1.3
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 9.1.4
Multiplica por .
Paso 9.1.5
Multiplica por .
Paso 9.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 9.2.1
Suma y .
Paso 9.2.2
Suma y .
Paso 9.2.3
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
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 11.2.1.2
Multiplica por .
Paso 11.2.1.3
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 11.2.1.4
Multiplica por .
Paso 11.2.1.5
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 11.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.2.1.7
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 11.2.1.8
Multiplica por .
Paso 11.2.2
Simplifica mediante la adición de números.
Paso 11.2.2.1
Suma y .
Paso 11.2.2.2
Suma y .
Paso 11.2.2.3
Suma y .
Paso 11.2.2.4
Suma y .
Paso 11.2.3
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
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 13.1.2
Multiplica por .
Paso 13.1.3
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 13.1.4
Multiplica por .
Paso 13.1.5
Multiplica por .
Paso 13.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 13.2.1
Resta de .
Paso 13.2.2
Suma y .
Paso 13.2.3
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
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 15.2.1.2
Multiplica por .
Paso 15.2.1.3
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 15.2.1.4
Multiplica por .
Paso 15.2.1.5
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 15.2.1.6
Multiplica por .
Paso 15.2.1.7
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 15.2.1.8
Multiplica por .
Paso 15.2.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 15.2.2.1
Resta de .
Paso 15.2.2.2
Suma y .
Paso 15.2.2.3
Resta de .
Paso 15.2.2.4
Suma y .
Paso 15.2.3
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
Eleva a la potencia de .
Paso 17.1.4
Multiplica por .
Paso 17.1.5
Multiplica por .
Paso 17.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 17.2.1
Resta de .
Paso 17.2.2
Suma y .
Paso 17.2.3
Resta de .
Paso 18
Paso 18.1
Divide en intervalos separados alrededor de los valores de que hacen que la primera derivada sea o indefinida.
Paso 18.2
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 18.2.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 18.2.2
Simplifica el resultado.
Paso 18.2.2.1
Simplifica cada término.
Paso 18.2.2.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 18.2.2.1.2
Multiplica por .
Paso 18.2.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 18.2.2.1.4
Multiplica por .
Paso 18.2.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 18.2.2.1.6
Multiplica por .
Paso 18.2.2.1.7
Multiplica por .
Paso 18.2.2.2
Simplifica mediante la adición de números.
Paso 18.2.2.2.1
Suma y .
Paso 18.2.2.2.2
Suma y .
Paso 18.2.2.2.3
Suma y .
Paso 18.2.2.3
La respuesta final es .
Paso 18.3
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 18.3.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 18.3.2
Simplifica el resultado.
Paso 18.3.2.1
Simplifica cada término.
Paso 18.3.2.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 18.3.2.1.2
Multiplica por .
Paso 18.3.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 18.3.2.1.4
Multiplica por .
Paso 18.3.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 18.3.2.1.6
Multiplica por .
Paso 18.3.2.1.7
Multiplica por .
Paso 18.3.2.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 18.3.2.2.1
Resta de .
Paso 18.3.2.2.2
Suma y .
Paso 18.3.2.2.3
Resta de .
Paso 18.3.2.3
La respuesta final es .
Paso 18.4
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 18.4.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 18.4.2
Simplifica el resultado.
Paso 18.4.2.1
Simplifica cada término.
Paso 18.4.2.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 18.4.2.1.2
Multiplica por .
Paso 18.4.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 18.4.2.1.4
Multiplica por .
Paso 18.4.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 18.4.2.1.6
Multiplica por .
Paso 18.4.2.1.7
Multiplica por .
Paso 18.4.2.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 18.4.2.2.1
Resta de .
Paso 18.4.2.2.2
Suma y .
Paso 18.4.2.2.3
Resta de .
Paso 18.4.2.3
La respuesta final es .
Paso 18.5
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 18.5.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 18.5.2
Simplifica el resultado.
Paso 18.5.2.1
Simplifica cada término.
Paso 18.5.2.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 18.5.2.1.2
Multiplica por .
Paso 18.5.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 18.5.2.1.4
Multiplica por .
Paso 18.5.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 18.5.2.1.6
Multiplica por .
Paso 18.5.2.1.7
Multiplica por .
Paso 18.5.2.2
Simplifica mediante suma y resta.
Paso 18.5.2.2.1
Resta de .
Paso 18.5.2.2.2
Suma y .
Paso 18.5.2.2.3
Resta de .
Paso 18.5.2.3
La respuesta final es .
Paso 18.6
Como la primera derivada cambió los signos de positivo a negativo alrededor de , es un máximo local.
es un máximo local
Paso 18.7
Como la primera derivada cambió los signos de negativo a positivo alrededor de , es un mínimo local.
es un mínimo local
Paso 18.8
Como la primera derivada no cambió los signos alrededor de , no es un máximo local ni un mínimo local.
No es un máximo local ni un mínimo local
Paso 18.9
Estos son los extremos locales de .
es un máximo local
es un mínimo local
es un máximo local
es un mínimo local
Paso 19