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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Paso 1.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.2
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 1.3
Multiplica los exponentes en .
Paso 1.3.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 1.3.2
Multiplica por .
Paso 1.4
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 1.4.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.4.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 1.4.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.5
Diferencia.
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
Simplifica la expresión.
Paso 1.5.3.1
Multiplica por .
Paso 1.5.3.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.5.3.3
Reescribe como .
Paso 1.6
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 1.6.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.6.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.6.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.7
Diferencia.
Paso 1.7.1
Multiplica por .
Paso 1.7.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.7.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.7.4
Suma y .
Paso 1.7.5
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.7.6
Simplifica la expresión.
Paso 1.7.6.1
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.7.6.2
Multiplica por .
Paso 1.8
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 1.8.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.8.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 1.8.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.9
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.10
Resta de .
Paso 1.11
Factoriza de .
Paso 1.11.1
Factoriza de .
Paso 1.11.2
Factoriza de .
Paso 1.11.3
Factoriza de .
Paso 1.12
Cancela los factores comunes.
Paso 1.12.1
Factoriza de .
Paso 1.12.2
Cancela el factor común.
Paso 1.12.3
Reescribe la expresión.
Paso 1.13
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.14
Multiplica por .
Paso 1.15
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.16
Combina fracciones.
Paso 1.16.1
Multiplica por .
Paso 1.16.2
Combina y .
Paso 1.17
Simplifica.
Paso 1.17.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.17.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.17.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.17.4
Simplifica el numerador.
Paso 1.17.4.1
Simplifica cada término.
Paso 1.17.4.1.1
Multiplica por .
Paso 1.17.4.1.2
Reescribe como .
Paso 1.17.4.1.3
Multiplica por .
Paso 1.17.4.1.4
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 1.17.4.1.4.1
Mueve .
Paso 1.17.4.1.4.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.17.4.1.4.3
Resta de .
Paso 1.17.4.1.5
Multiplica por .
Paso 1.17.4.1.6
Multiplica por .
Paso 1.17.4.1.7
Multiplica por .
Paso 1.17.4.2
Suma y .
Paso 1.17.5
Reordena los términos.
Paso 1.17.6
Simplifica el numerador.
Paso 1.17.6.1
Factoriza de .
Paso 1.17.6.1.1
Factoriza de .
Paso 1.17.6.1.2
Factoriza de .
Paso 1.17.6.1.3
Factoriza de .
Paso 1.17.6.2
Reescribe como .
Paso 1.17.6.3
Sea . Sustituye por todos los casos de .
Paso 1.17.6.4
Factoriza de .
Paso 1.17.6.4.1
Factoriza de .
Paso 1.17.6.4.2
Factoriza de .
Paso 1.17.6.4.3
Factoriza de .
Paso 1.17.6.5
Reemplaza todos los casos de con .
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 del cociente, que establece que es donde y .
Paso 2.3
Multiplica los exponentes en .
Paso 2.3.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.3.2
Multiplica por .
Paso 2.4
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 2.5
Diferencia.
Paso 2.5.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.5.2
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.6
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.6.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.6.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.6.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.7
Diferencia.
Paso 2.7.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.7.2
Multiplica por .
Paso 2.7.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.7.4
Multiplica por .
Paso 2.7.5
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.7.6
Suma y .
Paso 2.8
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.8.1
Mueve .
Paso 2.8.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.8.3
Resta de .
Paso 2.9
Mueve a la izquierda de .
Paso 2.10
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.10.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.10.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.10.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.11
Diferencia.
Paso 2.11.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.11.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.11.3
Simplifica la expresión.
Paso 2.11.3.1
Multiplica por .
Paso 2.11.3.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 2.11.3.3
Reescribe como .
Paso 2.12
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.12.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.12.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.12.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.13
Simplifica con la obtención del factor común.
Paso 2.13.1
Multiplica por .
Paso 2.13.2
Factoriza de .
Paso 2.13.2.1
Factoriza de .
Paso 2.13.2.2
Factoriza de .
Paso 2.13.2.3
Factoriza de .
Paso 2.14
Cancela los factores comunes.
Paso 2.14.1
Factoriza de .
Paso 2.14.2
Cancela el factor común.
Paso 2.14.3
Reescribe la expresión.
Paso 2.15
Diferencia.
Paso 2.15.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.15.2
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.16
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.16.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.16.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.16.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.17
Diferencia.
Paso 2.17.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.17.2
Multiplica por .
Paso 2.17.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.17.4
Multiplica por .
Paso 2.17.5
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.17.6
Simplifica la expresión.
Paso 2.17.6.1
Suma y .
Paso 2.17.6.2
Multiplica por .
Paso 2.18
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.18.1
Mueve .
Paso 2.18.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.18.3
Resta de .
Paso 2.19
Combina y .
Paso 2.20
Simplifica.
Paso 2.20.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.20.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.20.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.20.4
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.20.5
Simplifica el numerador.
Paso 2.20.5.1
Simplifica cada término.
Paso 2.20.5.1.1
Simplifica cada término.
Paso 2.20.5.1.1.1
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.20.5.1.1.1.1
Mueve .
Paso 2.20.5.1.1.1.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.20.5.1.1.1.3
Resta de .
Paso 2.20.5.1.1.2
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.1.3
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.1.4
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.2
Resta de .
Paso 2.20.5.1.3
Expande con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).
Paso 2.20.5.1.3.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.20.5.1.3.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.20.5.1.3.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.20.5.1.4
Simplifica y combina los términos similares.
Paso 2.20.5.1.4.1
Simplifica cada término.
Paso 2.20.5.1.4.1.1
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 2.20.5.1.4.1.2
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.20.5.1.4.1.2.1
Mueve .
Paso 2.20.5.1.4.1.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.20.5.1.4.1.2.3
Resta de .
Paso 2.20.5.1.4.1.3
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.4.1.4
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.20.5.1.4.1.4.1
Mueve .
Paso 2.20.5.1.4.1.4.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.20.5.1.4.1.4.3
Resta de .
Paso 2.20.5.1.4.1.5
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.4.1.6
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.4.2
Resta de .
Paso 2.20.5.1.5
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.20.5.1.6
Simplifica.
Paso 2.20.5.1.6.1
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.6.2
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.7
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.20.5.1.7.1
Mueve .
Paso 2.20.5.1.7.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.20.5.1.7.3
Resta de .
Paso 2.20.5.1.8
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.9
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.10
Multiplica por .
Paso 2.20.5.1.11
Multiplica por .
Paso 2.20.5.2
Suma y .
Paso 2.20.5.3
Resta de .
Paso 2.20.6
Factoriza de .
Paso 2.20.6.1
Factoriza de .
Paso 2.20.6.2
Factoriza de .
Paso 2.20.6.3
Factoriza de .
Paso 2.20.6.4
Factoriza de .
Paso 2.20.6.5
Factoriza de .
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
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.2
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 4.1.3
Multiplica los exponentes en .
Paso 4.1.3.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 4.1.3.2
Multiplica por .
Paso 4.1.4
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 4.1.4.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 4.1.4.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 4.1.4.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 4.1.5
Diferencia.
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
Simplifica la expresión.
Paso 4.1.5.3.1
Multiplica por .
Paso 4.1.5.3.2
Mueve a la izquierda de .
Paso 4.1.5.3.3
Reescribe como .
Paso 4.1.6
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 4.1.6.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 4.1.6.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.6.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 4.1.7
Diferencia.
Paso 4.1.7.1
Multiplica por .
Paso 4.1.7.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.7.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.7.4
Suma y .
Paso 4.1.7.5
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.7.6
Simplifica la expresión.
Paso 4.1.7.6.1
Mueve a la izquierda de .
Paso 4.1.7.6.2
Multiplica por .
Paso 4.1.8
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 4.1.8.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 4.1.8.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 4.1.8.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 4.1.9
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 4.1.10
Resta de .
Paso 4.1.11
Factoriza de .
Paso 4.1.11.1
Factoriza de .
Paso 4.1.11.2
Factoriza de .
Paso 4.1.11.3
Factoriza de .
Paso 4.1.12
Cancela los factores comunes.
Paso 4.1.12.1
Factoriza de .
Paso 4.1.12.2
Cancela el factor común.
Paso 4.1.12.3
Reescribe la expresión.
Paso 4.1.13
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.14
Multiplica por .
Paso 4.1.15
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.16
Combina fracciones.
Paso 4.1.16.1
Multiplica por .
Paso 4.1.16.2
Combina y .
Paso 4.1.17
Simplifica.
Paso 4.1.17.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 4.1.17.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 4.1.17.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 4.1.17.4
Simplifica el numerador.
Paso 4.1.17.4.1
Simplifica cada término.
Paso 4.1.17.4.1.1
Multiplica por .
Paso 4.1.17.4.1.2
Reescribe como .
Paso 4.1.17.4.1.3
Multiplica por .
Paso 4.1.17.4.1.4
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 4.1.17.4.1.4.1
Mueve .
Paso 4.1.17.4.1.4.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 4.1.17.4.1.4.3
Resta de .
Paso 4.1.17.4.1.5
Multiplica por .
Paso 4.1.17.4.1.6
Multiplica por .
Paso 4.1.17.4.1.7
Multiplica por .
Paso 4.1.17.4.2
Suma y .
Paso 4.1.17.5
Reordena los términos.
Paso 4.1.17.6
Simplifica el numerador.
Paso 4.1.17.6.1
Factoriza de .
Paso 4.1.17.6.1.1
Factoriza de .
Paso 4.1.17.6.1.2
Factoriza de .
Paso 4.1.17.6.1.3
Factoriza de .
Paso 4.1.17.6.2
Reescribe como .
Paso 4.1.17.6.3
Sea . Sustituye por todos los casos de .
Paso 4.1.17.6.4
Factoriza de .
Paso 4.1.17.6.4.1
Factoriza de .
Paso 4.1.17.6.4.2
Factoriza de .
Paso 4.1.17.6.4.3
Factoriza de .
Paso 4.1.17.6.5
Reemplaza todos los casos de con .
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
Establece el numerador igual a cero.
Paso 5.3
Resuelve la ecuación en .
Paso 5.3.1
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a , la expresión completa será igual a .
Paso 5.3.2
Establece igual a y resuelve .
Paso 5.3.2.1
Establece igual a .
Paso 5.3.2.2
Resuelve en .
Paso 5.3.2.2.1
Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.
Paso 5.3.2.2.2
La ecuación no puede resolverse porque es indefinida.
Indefinida
Paso 5.3.2.2.3
No hay soluciones para
No hay solución
No hay solución
No hay solución
Paso 5.3.3
Establece igual a y resuelve .
Paso 5.3.3.1
Establece igual a .
Paso 5.3.3.2
Resuelve en .
Paso 5.3.3.2.1
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 5.3.3.2.2
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 5.3.3.2.2.1
Divide cada término en por .
Paso 5.3.3.2.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.3.3.2.2.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 5.3.3.2.2.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 5.3.3.2.2.2.1.2
Divide por .
Paso 5.3.3.2.3
Resta el logaritmo natural de ambos lados de la ecuación para eliminar la variable del exponente.
Paso 5.3.3.2.4
Expande el lado izquierdo.
Paso 5.3.3.2.4.1
Expande ; para ello, mueve fuera del logaritmo.
Paso 5.3.3.2.4.2
El logaritmo natural de es .
Paso 5.3.3.2.4.3
Multiplica por .
Paso 5.3.3.2.5
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 5.3.3.2.5.1
Divide cada término en por .
Paso 5.3.3.2.5.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.3.3.2.5.2.1
La división de dos valores negativos da como resultado un valor positivo.
Paso 5.3.3.2.5.2.2
Divide por .
Paso 5.3.3.2.5.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 5.3.3.2.5.3.1
Mueve el negativo del denominador de .
Paso 5.3.3.2.5.3.2
Reescribe como .
Paso 5.3.4
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 el numerador.
Paso 9.1.1
Multiplica .
Paso 9.1.1.1
Multiplica por .
Paso 9.1.1.2
Simplifica al mover dentro del algoritmo.
Paso 9.1.2
Potencia y logaritmo son funciones inversas.
Paso 9.1.3
Aplica la regla del producto a .
Paso 9.1.4
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 9.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 9.1.6
Cancela el factor común de .
Paso 9.1.6.1
Factoriza de .
Paso 9.1.6.2
Cancela el factor común.
Paso 9.1.6.3
Reescribe la expresión.
Paso 9.1.7
Multiplica .
Paso 9.1.7.1
Multiplica por .
Paso 9.1.7.2
Multiplica por .
Paso 9.1.8
Potencia y logaritmo son funciones inversas.
Paso 9.1.9
Multiplica .
Paso 9.1.9.1
Multiplica por .
Paso 9.1.9.2
Simplifica al mover dentro del algoritmo.
Paso 9.1.10
Potencia y logaritmo son funciones inversas.
Paso 9.1.11
Aplica la regla del producto a .
Paso 9.1.12
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 9.1.13
Eleva a la potencia de .
Paso 9.1.14
Cancela el factor común de .
Paso 9.1.14.1
Factoriza de .
Paso 9.1.14.2
Factoriza de .
Paso 9.1.14.3
Cancela el factor común.
Paso 9.1.14.4
Reescribe la expresión.
Paso 9.1.15
Combina y .
Paso 9.1.16
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 9.1.17
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 9.1.18
Suma y .
Paso 9.1.19
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 9.1.20
Resta de .
Paso 9.1.21
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 9.1.22
Combina exponentes.
Paso 9.1.22.1
Factoriza el negativo.
Paso 9.1.22.2
Combina y .
Paso 9.1.22.3
Multiplica por .
Paso 9.1.23
Divide por .
Paso 9.2
Simplifica el denominador.
Paso 9.2.1
Multiplica .
Paso 9.2.1.1
Multiplica por .
Paso 9.2.1.2
Multiplica por .
Paso 9.2.2
Potencia y logaritmo son funciones inversas.
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
Suma y .
Paso 9.2.5
Eleva a la potencia de .
Paso 9.3
Simplifica la expresión.
Paso 9.3.1
Multiplica por .
Paso 9.3.2
Divide por .
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
Mueve al denominador mediante la regla del exponente negativo .
Paso 11.2.2
Simplifica el denominador.
Paso 11.2.2.1
Multiplica .
Paso 11.2.2.1.1
Multiplica por .
Paso 11.2.2.1.2
Multiplica por .
Paso 11.2.2.2
Potencia y logaritmo son funciones inversas.
Paso 11.2.2.3
Cancela el factor común de .
Paso 11.2.2.3.1
Cancela el factor común.
Paso 11.2.2.3.2
Reescribe la expresión.
Paso 11.2.2.4
Suma y .
Paso 11.2.2.5
Eleva a la potencia de .
Paso 11.2.2.6
Simplifica al mover dentro del algoritmo.
Paso 11.2.2.7
Potencia y logaritmo son funciones inversas.
Paso 11.2.2.8
Cambia el signo del exponente; para ello, reescribe la base como su recíproca.
Paso 11.2.3
Simplifica la expresión.
Paso 11.2.3.1
Multiplica por .
Paso 11.2.3.2
Divide por .
Paso 11.2.4
La respuesta final es .
Paso 12
Estos son los extremos locales de .
es un máximo local
Paso 13