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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Escribe como una función.
Paso 2
Paso 2.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
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
La derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.3
Diferencia.
Paso 2.3.1
Combina y .
Paso 2.3.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 2.3.3
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.4
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.3.5
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.6
Simplifica la expresión.
Paso 2.3.6.1
Suma y .
Paso 2.3.6.2
Multiplica por .
Paso 3
Paso 3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.2
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 3.2.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 3.2.2
La derivada de con respecto a es .
Paso 3.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 3.3
Diferencia.
Paso 3.3.1
Combina y .
Paso 3.3.2
Según la regla de la suma, 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
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.3.5
Simplifica la expresión.
Paso 3.3.5.1
Suma y .
Paso 3.3.5.2
Multiplica por .
Paso 4
Para obtener los valores mínimo y máximo locales de la función, establece la derivada igual a y resuelve.
Paso 5
Establece el numerador igual a cero.
Paso 6
Paso 6.1
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 6.1.1
Divide cada término en por .
Paso 6.1.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 6.1.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 6.1.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.1.2.1.2
Divide por .
Paso 6.1.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 6.1.3.1
Divide por .
Paso 6.2
Resta la inversa del coseno de ambos lados de la ecuación para extraer del interior del coseno.
Paso 6.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 6.3.1
El valor exacto de es .
Paso 6.4
Mueve todos los términos que no contengan al lado derecho de la ecuación.
Paso 6.4.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.4.2
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 6.4.3
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 6.4.4
Escribe cada expresión con un denominador común de , mediante la multiplicación de cada uno por un factor adecuado de .
Paso 6.4.4.1
Multiplica por .
Paso 6.4.4.2
Multiplica por .
Paso 6.4.4.3
Multiplica por .
Paso 6.4.4.4
Multiplica por .
Paso 6.4.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 6.4.6
Simplifica el numerador.
Paso 6.4.6.1
Mueve a la izquierda de .
Paso 6.4.6.2
Multiplica por .
Paso 6.4.6.3
Resta de .
Paso 6.5
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 6.6
Resuelve
Paso 6.6.1
Simplifica .
Paso 6.6.1.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 6.6.1.2
Combina fracciones.
Paso 6.6.1.2.1
Combina y .
Paso 6.6.1.2.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 6.6.1.3
Simplifica el numerador.
Paso 6.6.1.3.1
Multiplica por .
Paso 6.6.1.3.2
Resta de .
Paso 6.6.2
Mueve todos los términos que no contengan al lado derecho de la ecuación.
Paso 6.6.2.1
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.6.2.2
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 6.6.2.3
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 6.6.2.4
Escribe cada expresión con un denominador común de , mediante la multiplicación de cada uno por un factor adecuado de .
Paso 6.6.2.4.1
Multiplica por .
Paso 6.6.2.4.2
Multiplica por .
Paso 6.6.2.4.3
Multiplica por .
Paso 6.6.2.4.4
Multiplica por .
Paso 6.6.2.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 6.6.2.6
Simplifica el numerador.
Paso 6.6.2.6.1
Multiplica por .
Paso 6.6.2.6.2
Multiplica por .
Paso 6.6.2.6.3
Resta de .
Paso 6.7
La solución a la ecuación .
Paso 7
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 8
Paso 8.1
Simplifica el numerador.
Paso 8.1.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 8.1.2
Escribe cada expresión con un denominador común de , mediante la multiplicación de cada uno por un factor adecuado de .
Paso 8.1.2.1
Multiplica por .
Paso 8.1.2.2
Multiplica por .
Paso 8.1.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 8.1.4
Simplifica el numerador.
Paso 8.1.4.1
Mueve a la izquierda de .
Paso 8.1.4.2
Suma y .
Paso 8.1.5
Cancela el factor común de y .
Paso 8.1.5.1
Factoriza de .
Paso 8.1.5.2
Cancela los factores comunes.
Paso 8.1.5.2.1
Factoriza de .
Paso 8.1.5.2.2
Cancela el factor común.
Paso 8.1.5.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 8.1.6
El valor exacto de es .
Paso 8.2
Multiplica por .
Paso 9
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 10
Paso 10.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 10.2
Simplifica el resultado.
Paso 10.2.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 10.2.2
Escribe cada expresión con un denominador común de , mediante la multiplicación de cada uno por un factor adecuado de .
Paso 10.2.2.1
Multiplica por .
Paso 10.2.2.2
Multiplica por .
Paso 10.2.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 10.2.4
Simplifica el numerador.
Paso 10.2.4.1
Mueve a la izquierda de .
Paso 10.2.4.2
Suma y .
Paso 10.2.5
Cancela el factor común de y .
Paso 10.2.5.1
Factoriza de .
Paso 10.2.5.2
Cancela los factores comunes.
Paso 10.2.5.2.1
Factoriza de .
Paso 10.2.5.2.2
Cancela el factor común.
Paso 10.2.5.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.2.6
El valor exacto de es .
Paso 10.2.7
Multiplica por .
Paso 10.2.8
La respuesta final es .
Paso 11
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 12
Paso 12.1
Simplifica el numerador.
Paso 12.1.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 12.1.2
Escribe cada expresión con un denominador común de , mediante la multiplicación de cada uno por un factor adecuado de .
Paso 12.1.2.1
Multiplica por .
Paso 12.1.2.2
Multiplica por .
Paso 12.1.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 12.1.4
Simplifica el numerador.
Paso 12.1.4.1
Mueve a la izquierda de .
Paso 12.1.4.2
Suma y .
Paso 12.1.5
Cancela el factor común de y .
Paso 12.1.5.1
Factoriza de .
Paso 12.1.5.2
Cancela los factores comunes.
Paso 12.1.5.2.1
Factoriza de .
Paso 12.1.5.2.2
Cancela el factor común.
Paso 12.1.5.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 12.1.6
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 12.1.7
El valor exacto de es .
Paso 12.1.8
Multiplica por .
Paso 12.2
Simplifica la expresión.
Paso 12.2.1
Multiplica por .
Paso 12.2.2
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 12.3
Multiplica .
Paso 12.3.1
Multiplica por .
Paso 12.3.2
Multiplica por .
Paso 13
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 14
Paso 14.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 14.2
Simplifica el resultado.
Paso 14.2.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 14.2.2
Escribe cada expresión con un denominador común de , mediante la multiplicación de cada uno por un factor adecuado de .
Paso 14.2.2.1
Multiplica por .
Paso 14.2.2.2
Multiplica por .
Paso 14.2.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 14.2.4
Simplifica el numerador.
Paso 14.2.4.1
Mueve a la izquierda de .
Paso 14.2.4.2
Suma y .
Paso 14.2.5
Cancela el factor común de y .
Paso 14.2.5.1
Factoriza de .
Paso 14.2.5.2
Cancela los factores comunes.
Paso 14.2.5.2.1
Factoriza de .
Paso 14.2.5.2.2
Cancela el factor común.
Paso 14.2.5.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 14.2.6
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 14.2.7
El valor exacto de es .
Paso 14.2.8
Multiplica por .
Paso 14.2.9
Multiplica .
Paso 14.2.9.1
Combina y .
Paso 14.2.9.2
Multiplica por .
Paso 14.2.10
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 14.2.11
La respuesta final es .
Paso 15
Estos son los extremos locales de .
es un máximo local
es un mínimo local
Paso 16