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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Paso 1.1
Diferencia con la regla del múltiplo constante.
Paso 1.1.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.1.2
Reescribe como .
Paso 1.2
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 1.2.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.2.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.3
Diferencia.
Paso 1.3.1
Multiplica por .
Paso 1.3.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.3.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.3.4
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.3.5
Simplifica la expresión.
Paso 1.3.5.1
Suma y .
Paso 1.3.5.2
Multiplica por .
Paso 1.4
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 1.5
Combina los términos.
Paso 1.5.1
Combina y .
Paso 1.5.2
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 1.5.3
Combina y .
Paso 1.5.4
Mueve a la izquierda de .
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
Diferencia con la regla de la potencia.
Paso 2.3.1
Multiplica los exponentes en .
Paso 2.3.1.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.3.1.2
Multiplica por .
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
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.4.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.4.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.4.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.5
Simplifica con la obtención del factor común.
Paso 2.5.1
Multiplica por .
Paso 2.5.2
Factoriza de .
Paso 2.5.2.1
Factoriza de .
Paso 2.5.2.2
Factoriza de .
Paso 2.5.2.3
Factoriza de .
Paso 2.6
Cancela los factores comunes.
Paso 2.6.1
Factoriza de .
Paso 2.6.2
Cancela el factor común.
Paso 2.6.3
Reescribe la expresión.
Paso 2.7
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.8
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.9
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.10
Simplifica la expresión.
Paso 2.10.1
Suma y .
Paso 2.10.2
Multiplica por .
Paso 2.11
Eleva a la potencia de .
Paso 2.12
Eleva a la potencia de .
Paso 2.13
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.14
Suma y .
Paso 2.15
Resta de .
Paso 2.16
Combina y .
Paso 2.17
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 2.18
Simplifica.
Paso 2.18.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.18.2
Simplifica cada término.
Paso 2.18.2.1
Multiplica por .
Paso 2.18.2.2
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
Diferencia con la regla del múltiplo constante.
Paso 4.1.1.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.1.2
Reescribe como .
Paso 4.1.2
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 4.1.2.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 4.1.2.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 4.1.3
Diferencia.
Paso 4.1.3.1
Multiplica por .
Paso 4.1.3.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.3.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.3.4
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.3.5
Simplifica la expresión.
Paso 4.1.3.5.1
Suma y .
Paso 4.1.3.5.2
Multiplica por .
Paso 4.1.4
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 4.1.5
Combina los términos.
Paso 4.1.5.1
Combina y .
Paso 4.1.5.2
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 4.1.5.3
Combina y .
Paso 4.1.5.4
Mueve a la izquierda de .
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
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 5.3.1
Divide cada término en por .
Paso 5.3.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 5.3.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 5.3.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 5.3.2.1.2
Divide por .
Paso 5.3.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 5.3.3.1
Divide por .
Paso 6
Paso 6.1
Establece el denominador en igual que para obtener el lugar donde no está definida la expresión.
Paso 6.2
Resuelve
Paso 6.2.1
Factoriza el lado izquierdo de la ecuación.
Paso 6.2.1.1
Reescribe como .
Paso 6.2.1.2
Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, , donde y .
Paso 6.2.1.3
Aplica la regla del producto a .
Paso 6.2.2
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a , la expresión completa será igual a .
Paso 6.2.3
Establece igual a y resuelve .
Paso 6.2.3.1
Establece igual a .
Paso 6.2.3.2
Resuelve en .
Paso 6.2.3.2.1
Establece igual a .
Paso 6.2.3.2.2
Resta de ambos lados de la ecuación.
Paso 6.2.4
Establece igual a y resuelve .
Paso 6.2.4.1
Establece igual a .
Paso 6.2.4.2
Resuelve en .
Paso 6.2.4.2.1
Establece igual a .
Paso 6.2.4.2.2
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 6.2.5
La solución final comprende todos los valores que hacen verdadera.
Paso 6.3
La ecuación es indefinida cuando el denominador es igual a , el argumento de una raíz cuadrada es menor que o el argumento de un logaritmo es menor o igual que .
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
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 9.1.2
Multiplica por .
Paso 9.1.3
Resta de .
Paso 9.2
Simplifica el denominador.
Paso 9.2.1
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 9.2.2
Resta de .
Paso 9.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 9.3
Cancela el factor común de y .
Paso 9.3.1
Factoriza de .
Paso 9.3.2
Cancela los factores comunes.
Paso 9.3.2.1
Factoriza de .
Paso 9.3.2.2
Cancela el factor común.
Paso 9.3.2.3
Reescribe la expresión.
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 el denominador.
Paso 11.2.1.1
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 11.2.1.2
Resta de .
Paso 11.2.2
Reduce la expresión mediante la cancelación de los factores comunes.
Paso 11.2.2.1
Cancela el factor común de y .
Paso 11.2.2.1.1
Factoriza de .
Paso 11.2.2.1.2
Cancela los factores comunes.
Paso 11.2.2.1.2.1
Factoriza de .
Paso 11.2.2.1.2.2
Cancela el factor común.
Paso 11.2.2.1.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 11.2.2.2
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 11.2.3
La respuesta final es .
Paso 12
Estos son los extremos locales de .
es un máximo local
Paso 13