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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Escribe como una función.
Paso 2
Paso 2.1
Usa para reescribir como .
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 de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.3
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 2.4
Combina y .
Paso 2.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 2.6
Simplifica el numerador.
Paso 2.6.1
Multiplica por .
Paso 2.6.2
Resta de .
Paso 2.7
Combina fracciones.
Paso 2.7.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 2.7.2
Combina y .
Paso 2.7.3
Mueve al denominador mediante la regla del exponente negativo .
Paso 2.8
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.9
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.10
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.11
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.12
Multiplica por .
Paso 2.13
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.14
Suma y .
Paso 2.15
Simplifica.
Paso 2.15.1
Reordena los factores de .
Paso 2.15.2
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 del cociente, que establece que es donde y .
Paso 3.3
Multiplica los exponentes en .
Paso 3.3.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 3.3.2
Cancela el factor común de .
Paso 3.3.2.1
Cancela el factor común.
Paso 3.3.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 3.4
Simplifica.
Paso 3.5
Diferencia.
Paso 3.5.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 3.5.2
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.5.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.5.4
Multiplica por .
Paso 3.5.5
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.5.6
Simplifica la expresión.
Paso 3.5.6.1
Suma y .
Paso 3.5.6.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 3.6
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 3.6.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 3.6.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.6.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 3.7
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 3.8
Combina y .
Paso 3.9
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.10
Simplifica el numerador.
Paso 3.10.1
Multiplica por .
Paso 3.10.2
Resta de .
Paso 3.11
Combina fracciones.
Paso 3.11.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 3.11.2
Combina y .
Paso 3.11.3
Mueve al denominador mediante la regla del exponente negativo .
Paso 3.12
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 3.13
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.14
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.15
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.16
Multiplica por .
Paso 3.17
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.18
Suma y .
Paso 3.19
Eleva a la potencia de .
Paso 3.20
Eleva a la potencia de .
Paso 3.21
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.22
Suma y .
Paso 3.23
Combina y .
Paso 3.24
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 3.25
Combina y .
Paso 3.26
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.27
Multiplica por .
Paso 3.28
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 3.28.1
Mueve .
Paso 3.28.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.28.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.28.4
Suma y .
Paso 3.28.5
Divide por .
Paso 3.29
Simplifica .
Paso 3.30
Reescribe como un producto.
Paso 3.31
Multiplica por .
Paso 3.32
Eleva a la potencia de .
Paso 3.33
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.34
Simplifica la expresión.
Paso 3.34.1
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 3.34.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.34.3
Suma y .
Paso 3.35
Multiplica por .
Paso 3.36
Multiplica por .
Paso 3.37
Simplifica.
Paso 3.37.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.37.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.37.3
Simplifica el numerador.
Paso 3.37.3.1
Simplifica cada término.
Paso 3.37.3.1.1
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 3.37.3.1.1.1
Mueve .
Paso 3.37.3.1.1.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.37.3.1.1.3
Suma y .
Paso 3.37.3.1.2
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 3.37.3.1.2.1
Mueve .
Paso 3.37.3.1.2.2
Multiplica por .
Paso 3.37.3.1.2.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 3.37.3.1.2.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.37.3.1.2.3
Suma y .
Paso 3.37.3.1.3
Multiplica por .
Paso 3.37.3.1.4
Multiplica por .
Paso 3.37.3.1.5
Reescribe como .
Paso 3.37.3.1.6
Expande con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).
Paso 3.37.3.1.6.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.37.3.1.6.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.37.3.1.6.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.37.3.1.7
Simplifica y combina los términos similares.
Paso 3.37.3.1.7.1
Simplifica cada término.
Paso 3.37.3.1.7.1.1
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 3.37.3.1.7.1.2
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 3.37.3.1.7.1.2.1
Mueve .
Paso 3.37.3.1.7.1.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.37.3.1.7.1.2.3
Suma y .
Paso 3.37.3.1.7.1.3
Multiplica por .
Paso 3.37.3.1.7.1.4
Multiplica por .
Paso 3.37.3.1.7.1.5
Multiplica por .
Paso 3.37.3.1.7.1.6
Multiplica por .
Paso 3.37.3.1.7.2
Resta de .
Paso 3.37.3.1.8
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.37.3.1.9
Simplifica.
Paso 3.37.3.1.9.1
Multiplica por .
Paso 3.37.3.1.9.2
Multiplica por .
Paso 3.37.3.1.9.3
Multiplica por .
Paso 3.37.3.2
Resta de .
Paso 3.37.3.3
Suma y .
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
Usa para reescribir como .
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 de la potencia, que establece que es donde .
Paso 5.1.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 5.1.3
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 5.1.4
Combina y .
Paso 5.1.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 5.1.6
Simplifica el numerador.
Paso 5.1.6.1
Multiplica por .
Paso 5.1.6.2
Resta de .
Paso 5.1.7
Combina fracciones.
Paso 5.1.7.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 5.1.7.2
Combina y .
Paso 5.1.7.3
Mueve al denominador mediante la regla del exponente negativo .
Paso 5.1.8
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 5.1.9
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 5.1.10
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 5.1.11
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 5.1.12
Multiplica por .
Paso 5.1.13
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 5.1.14
Suma y .
Paso 5.1.15
Simplifica.
Paso 5.1.15.1
Reordena los factores de .
Paso 5.1.15.2
Multiplica por .
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
Establece el numerador igual a cero.
Paso 6.3
Resuelve la ecuación en .
Paso 6.3.1
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 6.3.2
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 6.3.2.1
Divide cada término en por .
Paso 6.3.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 6.3.2.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 6.3.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.3.2.2.1.2
Divide por .
Paso 6.3.3
Calcula la raíz especificada de ambos lados de la ecuación para eliminar el exponente en el lado izquierdo.
Paso 6.3.4
Simplifica .
Paso 6.3.4.1
Reescribe como .
Paso 6.3.4.2
Multiplica por .
Paso 6.3.4.3
Combina y simplifica el denominador.
Paso 6.3.4.3.1
Multiplica por .
Paso 6.3.4.3.2
Eleva a la potencia de .
Paso 6.3.4.3.3
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 6.3.4.3.4
Suma y .
Paso 6.3.4.3.5
Reescribe como .
Paso 6.3.4.3.5.1
Usa para reescribir como .
Paso 6.3.4.3.5.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 6.3.4.3.5.3
Combina y .
Paso 6.3.4.3.5.4
Cancela el factor común de .
Paso 6.3.4.3.5.4.1
Cancela el factor común.
Paso 6.3.4.3.5.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 6.3.4.3.5.5
Evalúa el exponente.
Paso 6.3.4.4
Simplifica el numerador.
Paso 6.3.4.4.1
Reescribe como .
Paso 6.3.4.4.2
Eleva a la potencia de .
Paso 6.3.4.4.3
Reescribe como .
Paso 6.3.4.4.3.1
Factoriza de .
Paso 6.3.4.4.3.2
Reescribe como .
Paso 6.3.4.4.4
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 6.3.4.4.5
Combina exponentes.
Paso 6.3.4.4.5.1
Combina con la regla del producto para radicales.
Paso 6.3.4.4.5.2
Multiplica por .
Paso 6.3.4.5
Cancela el factor común de y .
Paso 6.3.4.5.1
Factoriza de .
Paso 6.3.4.5.2
Cancela los factores comunes.
Paso 6.3.4.5.2.1
Factoriza de .
Paso 6.3.4.5.2.2
Cancela el factor común.
Paso 6.3.4.5.2.3
Reescribe la expresión.
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 el numerador.
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 10.1.2.1.1
Usa para reescribir como .
Paso 10.1.2.1.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 10.1.2.1.3
Combina y .
Paso 10.1.2.1.4
Cancela el factor común de y .
Paso 10.1.2.1.4.1
Factoriza de .
Paso 10.1.2.1.4.2
Cancela los factores comunes.
Paso 10.1.2.1.4.2.1
Factoriza de .
Paso 10.1.2.1.4.2.2
Cancela el factor común.
Paso 10.1.2.1.4.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.2.1.4.2.4
Divide por .
Paso 10.1.2.2
Eleva a la potencia de .
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 y .
Paso 10.1.5.1
Factoriza de .
Paso 10.1.5.2
Cancela los factores comunes.
Paso 10.1.5.2.1
Factoriza de .
Paso 10.1.5.2.2
Cancela el factor común.
Paso 10.1.5.2.3
Reescribe la expresión.
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
Cancela el factor común.
Paso 10.1.9.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.1.10
Multiplica por .
Paso 10.1.11
Aplica la regla del producto a .
Paso 10.1.12
Simplifica el numerador.
Paso 10.1.12.1
Reescribe como .
Paso 10.1.12.2
Eleva a la potencia de .
Paso 10.1.13
Eleva a la potencia de .
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
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 10.1.16
Combina y .
Paso 10.1.17
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 10.1.18
Simplifica el numerador.
Paso 10.1.18.1
Multiplica por .
Paso 10.1.18.2
Resta de .
Paso 10.1.19
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 10.1.20
Combina y .
Paso 10.1.21
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 10.1.22
Simplifica el numerador.
Paso 10.1.22.1
Multiplica por .
Paso 10.1.22.2
Resta de .
Paso 10.1.23
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 10.1.24
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 10.1.25
Combina y .
Paso 10.1.26
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 10.1.27
Multiplica por .
Paso 10.2
Simplifica el denominador.
Paso 10.2.1
Simplifica cada término.
Paso 10.2.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 10.2.1.2
Simplifica el numerador.
Paso 10.2.1.2.1
Reescribe como .
Paso 10.2.1.2.2
Eleva a la potencia de .
Paso 10.2.1.2.3
Reescribe como .
Paso 10.2.1.2.3.1
Factoriza de .
Paso 10.2.1.2.3.2
Reescribe como .
Paso 10.2.1.2.4
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 10.2.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 10.2.1.4
Cancela el factor común de y .
Paso 10.2.1.4.1
Factoriza de .
Paso 10.2.1.4.2
Cancela los factores comunes.
Paso 10.2.1.4.2.1
Factoriza de .
Paso 10.2.1.4.2.2
Cancela el factor común.
Paso 10.2.1.4.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.2.1.5
Combina y .
Paso 10.2.1.6
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 10.2.2
Obtén el denominador común
Paso 10.2.2.1
Multiplica por .
Paso 10.2.2.2
Multiplica por .
Paso 10.2.2.3
Escribe como una fracción con el denominador .
Paso 10.2.2.4
Multiplica por .
Paso 10.2.2.5
Multiplica por .
Paso 10.2.2.6
Multiplica por .
Paso 10.2.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 10.2.4
Simplifica cada término.
Paso 10.2.4.1
Multiplica por .
Paso 10.2.4.2
Multiplica por .
Paso 10.2.5
Resta de .
Paso 10.2.6
Aplica la regla del producto a .
Paso 10.3
Combina y .
Paso 10.4
Multiplica el numerador por la recíproca del denominador.
Paso 10.5
Multiplica .
Paso 10.5.1
Multiplica por .
Paso 10.5.2
Multiplica por .
Paso 10.6
Mueve al numerador mediante la regla del exponente negativo .
Paso 10.7
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 10.7.1
Mueve .
Paso 10.7.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 10.7.3
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 10.7.4
Combina y .
Paso 10.7.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 10.7.6
Simplifica el numerador.
Paso 10.7.6.1
Multiplica por .
Paso 10.7.6.2
Suma y .
Paso 10.8
Reescribe como .
Paso 10.9
Factoriza de .
Paso 10.10
Factoriza de .
Paso 10.11
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 11
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 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
Simplifica el numerador.
Paso 12.2.2.1
Reescribe como .
Paso 12.2.2.2
Eleva a la potencia de .
Paso 12.2.2.3
Reescribe como .
Paso 12.2.2.3.1
Factoriza de .
Paso 12.2.2.3.2
Reescribe como .
Paso 12.2.2.4
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 12.2.3
Simplifica los términos.
Paso 12.2.3.1
Eleva a la potencia de .
Paso 12.2.3.2
Cancela el factor común de y .
Paso 12.2.3.2.1
Factoriza de .
Paso 12.2.3.2.2
Cancela los factores comunes.
Paso 12.2.3.2.2.1
Factoriza de .
Paso 12.2.3.2.2.2
Cancela el factor común.
Paso 12.2.3.2.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 12.2.3.3
Combina y .
Paso 12.2.3.4
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 12.2.4
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 12.2.5
Escribe cada expresión con un denominador común de , mediante la multiplicación de cada uno por un factor adecuado de .
Paso 12.2.5.1
Multiplica por .
Paso 12.2.5.2
Multiplica por .
Paso 12.2.6
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 12.2.7
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 12.2.8
Combina y .
Paso 12.2.9
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 12.2.10
Reescribe en forma factorizada.
Paso 12.2.10.1
Multiplica por .
Paso 12.2.10.2
Multiplica por .
Paso 12.2.10.3
Resta de .
Paso 12.2.11
Reescribe como .
Paso 12.2.12
Simplifica el denominador.
Paso 12.2.12.1
Reescribe como .
Paso 12.2.12.1.1
Factoriza de .
Paso 12.2.12.1.2
Reescribe como .
Paso 12.2.12.2
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 12.2.13
Multiplica por .
Paso 12.2.14
Combina y simplifica el denominador.
Paso 12.2.14.1
Multiplica por .
Paso 12.2.14.2
Mueve .
Paso 12.2.14.3
Eleva a la potencia de .
Paso 12.2.14.4
Eleva a la potencia de .
Paso 12.2.14.5
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 12.2.14.6
Suma y .
Paso 12.2.14.7
Reescribe como .
Paso 12.2.14.7.1
Usa para reescribir como .
Paso 12.2.14.7.2
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 12.2.14.7.3
Combina y .
Paso 12.2.14.7.4
Cancela el factor común de .
Paso 12.2.14.7.4.1
Cancela el factor común.
Paso 12.2.14.7.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 12.2.14.7.5
Evalúa el exponente.
Paso 12.2.15
Combina con la regla del producto para radicales.
Paso 12.2.16
Multiplica por .
Paso 12.2.17
La respuesta final es .
Paso 13
Estos son los extremos locales de .
es un mínimo local
Paso 14