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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Escribe como una función.
Paso 2
Paso 2.1
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 2.2
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.2.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.2.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.3
Diferencia.
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
Eleva a la potencia de .
Paso 2.5
Eleva a la potencia de .
Paso 2.6
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.7
Simplifica la expresión.
Paso 2.7.1
Suma y .
Paso 2.7.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 2.8
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.9
Multiplica por .
Paso 2.10
Simplifica.
Paso 2.10.1
Reordena los términos.
Paso 2.10.2
Reordena los factores en .
Paso 3
Paso 3.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 3.2
Evalúa .
Paso 3.2.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.2.2
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 3.2.3
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 3.2.3.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 3.2.3.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 3.2.3.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 3.2.4
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.2.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.2.6
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.2.7
Multiplica por .
Paso 3.2.8
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 3.2.8.1
Mueve .
Paso 3.2.8.2
Multiplica por .
Paso 3.2.8.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 3.2.8.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.2.8.3
Suma y .
Paso 3.2.9
Mueve a la izquierda de .
Paso 3.3
Evalúa .
Paso 3.3.1
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 3.3.1.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 3.3.1.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 3.3.1.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 3.3.2
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.3.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.3.4
Multiplica por .
Paso 3.4
Simplifica.
Paso 3.4.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.4.2
Combina los términos.
Paso 3.4.2.1
Multiplica por .
Paso 3.4.2.2
Multiplica por .
Paso 3.4.2.3
Mueve .
Paso 3.4.2.4
Resta de .
Paso 3.4.3
Reordena los términos.
Paso 3.4.4
Reordena los factores en .
Paso 4
Para obtener los valores mínimo y máximo locales de la función, establece la derivada igual a y resuelve.
Paso 5
Paso 5.1
Obtén la primera derivada.
Paso 5.1.1
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 5.1.2
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 5.1.2.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 5.1.2.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 5.1.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 5.1.3
Diferencia.
Paso 5.1.3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 5.1.3.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 5.1.3.3
Multiplica por .
Paso 5.1.4
Eleva a la potencia de .
Paso 5.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 5.1.6
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 5.1.7
Simplifica la expresión.
Paso 5.1.7.1
Suma y .
Paso 5.1.7.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 5.1.8
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 5.1.9
Multiplica por .
Paso 5.1.10
Simplifica.
Paso 5.1.10.1
Reordena los términos.
Paso 5.1.10.2
Reordena los factores en .
Paso 5.2
La primera derivada de con respecto a es .
Paso 6
Paso 6.1
Establece la primera derivada igual a .
Paso 6.2
Factoriza de .
Paso 6.2.1
Factoriza de .
Paso 6.2.2
Multiplica por .
Paso 6.2.3
Factoriza de .
Paso 6.3
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a , la expresión completa será igual a .
Paso 6.4
Establece igual a y resuelve .
Paso 6.4.1
Establece igual a .
Paso 6.4.2
Resuelve en .
Paso 6.4.2.1
Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.
Paso 6.4.2.2
La ecuación no puede resolverse porque es indefinida.
Indefinida
Paso 6.4.2.3
No hay soluciones para
No hay solución
No hay solución
No hay solución
Paso 6.5
Establece igual a y resuelve .
Paso 6.5.1
Establece igual a .
Paso 6.5.2
Resuelve en .
Paso 6.5.2.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.5.2.2
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 6.5.2.2.1
Divide cada término en por .
Paso 6.5.2.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 6.5.2.2.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 6.5.2.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.5.2.2.2.1.2
Divide por .
Paso 6.5.2.2.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 6.5.2.2.3.1
La división de dos valores negativos da como resultado un valor positivo.
Paso 6.5.2.3
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Paso 6.5.2.4
Simplifica .
Paso 6.5.2.4.1
Reescribe como .
Paso 6.5.2.4.2
Cualquier raíz de es .
Paso 6.5.2.4.3
Multiplica por .
Paso 6.5.2.4.4
Combina y simplifica el denominador.
Paso 6.5.2.4.4.1
Multiplica por .
Paso 6.5.2.4.4.2
Eleva a la potencia de .
Paso 6.5.2.4.4.3
Eleva a la potencia de .
Paso 6.5.2.4.4.4
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 6.5.2.4.4.5
Suma y .
Paso 6.5.2.4.4.6
Reescribe como .
Paso 6.5.2.4.4.6.1
Usa para reescribir como .
Paso 6.5.2.4.4.6.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 6.5.2.4.4.6.3
Combina y .
Paso 6.5.2.4.4.6.4
Cancela el factor común de .
Paso 6.5.2.4.4.6.4.1
Cancela el factor común.
Paso 6.5.2.4.4.6.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.5.2.4.4.6.5
Evalúa el exponente.
Paso 6.5.2.5
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
Paso 6.5.2.5.1
Primero, usa el valor positivo de para obtener la primera solución.
Paso 6.5.2.5.2
Luego, usa el valor negativo de para obtener la segunda solución.
Paso 6.5.2.5.3
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
Paso 6.6
La solución final comprende todos los valores que hacen verdadera.
Paso 7
Paso 7.1
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 8
Puntos críticos para evaluar.
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
Paso 10.1
Simplifica cada término.
Paso 10.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 10.1.2
Simplifica el numerador.
Paso 10.1.2.1
Reescribe como .
Paso 10.1.2.2
Eleva a la potencia de .
Paso 10.1.2.3
Reescribe como .
Paso 10.1.2.3.1
Factoriza de .
Paso 10.1.2.3.2
Reescribe como .
Paso 10.1.2.4
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 10.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 10.1.4
Cancela el factor común de .
Paso 10.1.4.1
Factoriza de .
Paso 10.1.4.2
Cancela el factor común.
Paso 10.1.4.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.5
Cancela el factor común de .
Paso 10.1.5.1
Cancela el factor común.
Paso 10.1.5.2
Divide por .
Paso 10.1.6
Aplica la regla del producto a .
Paso 10.1.7
Reescribe como .
Paso 10.1.7.1
Usa para reescribir como .
Paso 10.1.7.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 10.1.7.3
Combina y .
Paso 10.1.7.4
Cancela el factor común de .
Paso 10.1.7.4.1
Cancela el factor común.
Paso 10.1.7.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.7.5
Evalúa el exponente.
Paso 10.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 10.1.9
Cancela el factor común de .
Paso 10.1.9.1
Factoriza de .
Paso 10.1.9.2
Factoriza de .
Paso 10.1.9.3
Cancela el factor común.
Paso 10.1.9.4
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.10
Cancela el factor común de y .
Paso 10.1.10.1
Factoriza de .
Paso 10.1.10.2
Cancela los factores comunes.
Paso 10.1.10.2.1
Factoriza de .
Paso 10.1.10.2.2
Cancela el factor común.
Paso 10.1.10.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.11
Reescribe como .
Paso 10.1.12
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 10.1.13
Combina y .
Paso 10.1.14
Cancela el factor común de .
Paso 10.1.14.1
Factoriza de .
Paso 10.1.14.2
Cancela el factor común.
Paso 10.1.14.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.15
Aplica la regla del producto a .
Paso 10.1.16
Reescribe como .
Paso 10.1.16.1
Usa para reescribir como .
Paso 10.1.16.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 10.1.16.3
Combina y .
Paso 10.1.16.4
Cancela el factor común de .
Paso 10.1.16.4.1
Cancela el factor común.
Paso 10.1.16.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.16.5
Evalúa el exponente.
Paso 10.1.17
Eleva a la potencia de .
Paso 10.1.18
Cancela el factor común de .
Paso 10.1.18.1
Factoriza de .
Paso 10.1.18.2
Factoriza de .
Paso 10.1.18.3
Cancela el factor común.
Paso 10.1.18.4
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.19
Cancela el factor común de y .
Paso 10.1.19.1
Factoriza de .
Paso 10.1.19.2
Cancela los factores comunes.
Paso 10.1.19.2.1
Factoriza de .
Paso 10.1.19.2.2
Cancela el factor común.
Paso 10.1.19.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.20
Reescribe como .
Paso 10.1.21
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 10.1.22
Multiplica .
Paso 10.1.22.1
Combina y .
Paso 10.1.22.2
Combina y .
Paso 10.1.23
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 10.2
Simplifica los términos.
Paso 10.2.1
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 10.2.2
Resta de .
Paso 10.2.3
Mueve el negativo al frente de la fracción.
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
Paso 12.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 12.2
Simplifica el resultado.
Paso 12.2.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 12.2.2
Reescribe como .
Paso 12.2.2.1
Usa para reescribir como .
Paso 12.2.2.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 12.2.2.3
Combina y .
Paso 12.2.2.4
Cancela el factor común de .
Paso 12.2.2.4.1
Cancela el factor común.
Paso 12.2.2.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 12.2.2.5
Evalúa el exponente.
Paso 12.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 12.2.4
Cancela el factor común de .
Paso 12.2.4.1
Factoriza de .
Paso 12.2.4.2
Factoriza de .
Paso 12.2.4.3
Cancela el factor común.
Paso 12.2.4.4
Reescribe la expresión.
Paso 12.2.5
Cancela el factor común de y .
Paso 12.2.5.1
Factoriza de .
Paso 12.2.5.2
Cancela los factores comunes.
Paso 12.2.5.2.1
Factoriza de .
Paso 12.2.5.2.2
Cancela el factor común.
Paso 12.2.5.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 12.2.6
Reescribe como .
Paso 12.2.7
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 12.2.8
Combinar.
Paso 12.2.9
Multiplica por .
Paso 12.2.10
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
Paso 14.1
Simplifica cada término.
Paso 14.1.1
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Paso 14.1.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 14.1.1.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 14.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 14.1.3
Simplifica el numerador.
Paso 14.1.3.1
Reescribe como .
Paso 14.1.3.2
Eleva a la potencia de .
Paso 14.1.3.3
Reescribe como .
Paso 14.1.3.3.1
Factoriza de .
Paso 14.1.3.3.2
Reescribe como .
Paso 14.1.3.4
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 14.1.4
Eleva a la potencia de .
Paso 14.1.5
Cancela el factor común de .
Paso 14.1.5.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 14.1.5.2
Factoriza de .
Paso 14.1.5.3
Cancela el factor común.
Paso 14.1.5.4
Reescribe la expresión.
Paso 14.1.6
Cancela el factor común de y .
Paso 14.1.6.1
Factoriza de .
Paso 14.1.6.2
Cancela los factores comunes.
Paso 14.1.6.2.1
Factoriza de .
Paso 14.1.6.2.2
Cancela el factor común.
Paso 14.1.6.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 14.1.6.2.4
Divide por .
Paso 14.1.7
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Paso 14.1.7.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 14.1.7.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 14.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 14.1.9
Multiplica por .
Paso 14.1.10
Reescribe como .
Paso 14.1.10.1
Usa para reescribir como .
Paso 14.1.10.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 14.1.10.3
Combina y .
Paso 14.1.10.4
Cancela el factor común de .
Paso 14.1.10.4.1
Cancela el factor común.
Paso 14.1.10.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 14.1.10.5
Evalúa el exponente.
Paso 14.1.11
Eleva a la potencia de .
Paso 14.1.12
Cancela el factor común de .
Paso 14.1.12.1
Factoriza de .
Paso 14.1.12.2
Factoriza de .
Paso 14.1.12.3
Cancela el factor común.
Paso 14.1.12.4
Reescribe la expresión.
Paso 14.1.13
Cancela el factor común de y .
Paso 14.1.13.1
Factoriza de .
Paso 14.1.13.2
Cancela los factores comunes.
Paso 14.1.13.2.1
Factoriza de .
Paso 14.1.13.2.2
Cancela el factor común.
Paso 14.1.13.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 14.1.14
Reescribe como .
Paso 14.1.15
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 14.1.16
Combina y .
Paso 14.1.17
Cancela el factor común de .
Paso 14.1.17.1
Mueve el signo menos inicial en al numerador.
Paso 14.1.17.2
Factoriza de .
Paso 14.1.17.3
Cancela el factor común.
Paso 14.1.17.4
Reescribe la expresión.
Paso 14.1.18
Multiplica por .
Paso 14.1.19
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Paso 14.1.19.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 14.1.19.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 14.1.20
Eleva a la potencia de .
Paso 14.1.21
Multiplica por .
Paso 14.1.22
Reescribe como .
Paso 14.1.22.1
Usa para reescribir como .
Paso 14.1.22.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 14.1.22.3
Combina y .
Paso 14.1.22.4
Cancela el factor común de .
Paso 14.1.22.4.1
Cancela el factor común.
Paso 14.1.22.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 14.1.22.5
Evalúa el exponente.
Paso 14.1.23
Eleva a la potencia de .
Paso 14.1.24
Cancela el factor común de .
Paso 14.1.24.1
Factoriza de .
Paso 14.1.24.2
Factoriza de .
Paso 14.1.24.3
Cancela el factor común.
Paso 14.1.24.4
Reescribe la expresión.
Paso 14.1.25
Cancela el factor común de y .
Paso 14.1.25.1
Factoriza de .
Paso 14.1.25.2
Cancela los factores comunes.
Paso 14.1.25.2.1
Factoriza de .
Paso 14.1.25.2.2
Cancela el factor común.
Paso 14.1.25.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 14.1.26
Reescribe como .
Paso 14.1.27
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 14.1.28
Multiplica .
Paso 14.1.28.1
Combina y .
Paso 14.1.28.2
Combina y .
Paso 14.2
Simplifica los términos.
Paso 14.2.1
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 14.2.2
Suma y .
Paso 15
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 16
Paso 16.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 16.2
Simplifica el resultado.
Paso 16.2.1
Usa la regla de la potencia para distribuir el exponente.
Paso 16.2.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 16.2.1.2
Aplica la regla del producto a .
Paso 16.2.2
Simplifica la expresión.
Paso 16.2.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 16.2.2.2
Multiplica por .
Paso 16.2.3
Reescribe como .
Paso 16.2.3.1
Usa para reescribir como .
Paso 16.2.3.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 16.2.3.3
Combina y .
Paso 16.2.3.4
Cancela el factor común de .
Paso 16.2.3.4.1
Cancela el factor común.
Paso 16.2.3.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 16.2.3.5
Evalúa el exponente.
Paso 16.2.4
Eleva a la potencia de .
Paso 16.2.5
Cancela el factor común de .
Paso 16.2.5.1
Factoriza de .
Paso 16.2.5.2
Factoriza de .
Paso 16.2.5.3
Cancela el factor común.
Paso 16.2.5.4
Reescribe la expresión.
Paso 16.2.6
Cancela el factor común de y .
Paso 16.2.6.1
Factoriza de .
Paso 16.2.6.2
Cancela los factores comunes.
Paso 16.2.6.2.1
Factoriza de .
Paso 16.2.6.2.2
Cancela el factor común.
Paso 16.2.6.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 16.2.7
Reescribe como .
Paso 16.2.8
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 16.2.9
Multiplica por .
Paso 16.2.10
Mueve a la izquierda de .
Paso 16.2.11
La respuesta final es .
Paso 17
Estos son los extremos locales de .
es un máximo local
es un mínimo local
Paso 18