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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Paso 1.1
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
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
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.4
La derivada de con respecto a es .
Paso 1.5
Multiplica por .
Paso 1.6
Eleva a la potencia de .
Paso 1.7
Eleva a la potencia de .
Paso 1.8
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.9
Suma y .
Paso 1.10
La derivada de con respecto a es .
Paso 1.11
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 1.11.1
Multiplica por .
Paso 1.11.1.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.11.1.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.11.2
Suma y .
Paso 1.12
Reordena los términos.
Paso 2
Paso 2.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.2
Evalúa .
Paso 2.2.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.2
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 2.2.3
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.2.3.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.2.3.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.2.3.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.2.4
La derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.5
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.2.5.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.2.5.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.2.5.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.2.6
La derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.7
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.2.7.1
Mueve .
Paso 2.2.7.2
Multiplica por .
Paso 2.2.7.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 2.2.7.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.2.7.3
Suma y .
Paso 2.2.8
Mueve a la izquierda de .
Paso 2.2.9
Multiplica por .
Paso 2.2.10
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.2.10.1
Mueve .
Paso 2.2.10.2
Multiplica por .
Paso 2.2.10.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 2.2.10.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.2.10.3
Suma y .
Paso 2.3
Evalúa .
Paso 2.3.1
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.3.1.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.3.1.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.3.1.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.3.2
La derivada de con respecto a es .
Paso 2.3.3
Multiplica por .
Paso 2.4
Simplifica.
Paso 2.4.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.4.2
Combina los términos.
Paso 2.4.2.1
Multiplica por .
Paso 2.4.2.2
Multiplica por .
Paso 2.4.2.3
Resta 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
Factoriza de .
Paso 4.2
Factoriza de .
Paso 4.3
Factoriza de .
Paso 5
Si cualquier factor individual en el lado izquierdo de la ecuación es igual a , la expresión completa será igual a .
Paso 6
Paso 6.1
Establece igual a .
Paso 6.2
Resuelve en .
Paso 6.2.1
Calcula la raíz especificada de ambos lados de la ecuación para eliminar el exponente en el lado izquierdo.
Paso 6.2.2
Simplifica .
Paso 6.2.2.1
Reescribe como .
Paso 6.2.2.2
Extrae los términos de abajo del radical, bajo el supuesto de que tienes números reales positivos.
Paso 6.2.2.3
Más o menos es .
Paso 6.2.3
Resta la inversa del coseno de ambos lados de la ecuación para extraer del interior del coseno.
Paso 6.2.4
Simplifica el lado derecho.
Paso 6.2.4.1
El valor exacto de es .
Paso 6.2.5
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 6.2.6
Simplifica .
Paso 6.2.6.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 6.2.6.2
Combina fracciones.
Paso 6.2.6.2.1
Combina y .
Paso 6.2.6.2.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 6.2.6.3
Simplifica el numerador.
Paso 6.2.6.3.1
Multiplica por .
Paso 6.2.6.3.2
Resta de .
Paso 6.2.7
La solución a la ecuación .
Paso 7
Paso 7.1
Establece igual a .
Paso 7.2
Resuelve en .
Paso 7.2.1
Reemplaza con según la identidad de .
Paso 7.2.2
Simplifica cada término.
Paso 7.2.2.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 7.2.2.2
Multiplica por .
Paso 7.2.2.3
Multiplica por .
Paso 7.2.3
Suma y .
Paso 7.2.4
Reordena el polinomio.
Paso 7.2.5
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 7.2.6
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 7.2.6.1
Divide cada término en por .
Paso 7.2.6.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 7.2.6.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 7.2.6.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 7.2.6.2.1.2
Divide por .
Paso 7.2.7
Calcula la raíz especificada de ambos lados de la ecuación para eliminar el exponente en el lado izquierdo.
Paso 7.2.8
Simplifica .
Paso 7.2.8.1
Reescribe como .
Paso 7.2.8.2
Simplifica el denominador.
Paso 7.2.8.2.1
Reescribe como .
Paso 7.2.8.2.2
Extrae los términos de abajo del radical, bajo el supuesto de que tienes números reales positivos.
Paso 7.2.9
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
Paso 7.2.9.1
Primero, usa el valor positivo de para obtener la primera solución.
Paso 7.2.9.2
Luego, usa el valor negativo de para obtener la segunda solución.
Paso 7.2.9.3
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
Paso 7.2.10
Establece cada una de las soluciones para obtener el valor de .
Paso 7.2.11
Resuelve en .
Paso 7.2.11.1
Resta la inversa del coseno de ambos lados de la ecuación para extraer del interior del coseno.
Paso 7.2.11.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 7.2.11.2.1
El valor exacto de es .
Paso 7.2.11.3
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 7.2.11.4
Simplifica .
Paso 7.2.11.4.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 7.2.11.4.2
Combina fracciones.
Paso 7.2.11.4.2.1
Combina y .
Paso 7.2.11.4.2.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 7.2.11.4.3
Simplifica el numerador.
Paso 7.2.11.4.3.1
Multiplica por .
Paso 7.2.11.4.3.2
Resta de .
Paso 7.2.11.5
La solución a la ecuación .
Paso 7.2.12
Resuelve en .
Paso 7.2.12.1
Resta la inversa del coseno de ambos lados de la ecuación para extraer del interior del coseno.
Paso 7.2.12.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 7.2.12.2.1
El valor exacto de es .
Paso 7.2.12.3
El coseno es negativo en el segundo y el tercer cuadrante. Para obtener la segunda solución, resta el ángulo de referencia de para obtener la solución en el tercer cuadrante.
Paso 7.2.12.4
Simplifica .
Paso 7.2.12.4.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 7.2.12.4.2
Combina fracciones.
Paso 7.2.12.4.2.1
Combina y .
Paso 7.2.12.4.2.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 7.2.12.4.3
Simplifica el numerador.
Paso 7.2.12.4.3.1
Multiplica por .
Paso 7.2.12.4.3.2
Resta de .
Paso 7.2.12.5
La solución a la ecuación .
Paso 7.2.13
Enumera todas las soluciones.
Paso 8
La solución final comprende todos los valores que hacen verdadera.
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
El valor exacto de es .
Paso 10.1.2
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 10.1.3
Multiplica por .
Paso 10.1.4
El valor exacto de es .
Paso 10.1.5
Multiplica por .
Paso 10.1.6
El valor exacto de es .
Paso 10.1.7
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 10.1.8
Multiplica por .
Paso 10.1.9
El valor exacto de es .
Paso 10.1.10
Multiplica por .
Paso 10.2
Suma y .
Paso 11
Paso 11.1
Divide en intervalos separados alrededor de los valores de que hacen que la primera derivada sea o indefinida.
Paso 11.2
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 11.2.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 11.2.2
Simplifica el resultado.
Paso 11.2.2.1
Simplifica cada término.
Paso 11.2.2.1.1
El valor exacto de es .
Paso 11.2.2.1.2
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 11.2.2.1.3
Multiplica por .
Paso 11.2.2.1.4
El valor exacto de es .
Paso 11.2.2.1.5
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 11.2.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.2.2.1.7
El valor exacto de es .
Paso 11.2.2.1.8
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 11.2.2.2
Suma y .
Paso 11.2.2.3
La respuesta final es .
Paso 11.3
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 11.3.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 11.3.2
Simplifica el resultado.
Paso 11.3.2.1
Simplifica cada término.
Paso 11.3.2.1.1
Evalúa .
Paso 11.3.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 11.3.2.1.3
Multiplica por .
Paso 11.3.2.1.4
Evalúa .
Paso 11.3.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 11.3.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.3.2.1.7
Evalúa .
Paso 11.3.2.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 11.3.2.2
Suma y .
Paso 11.3.2.3
La respuesta final es .
Paso 11.4
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 11.4.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 11.4.2
Simplifica el resultado.
Paso 11.4.2.1
Simplifica cada término.
Paso 11.4.2.1.1
Evalúa .
Paso 11.4.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 11.4.2.1.3
Multiplica por .
Paso 11.4.2.1.4
Evalúa .
Paso 11.4.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 11.4.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.4.2.1.7
Evalúa .
Paso 11.4.2.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 11.4.2.2
Suma y .
Paso 11.4.2.3
La respuesta final es .
Paso 11.5
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 11.5.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 11.5.2
Simplifica el resultado.
Paso 11.5.2.1
Simplifica cada término.
Paso 11.5.2.1.1
Evalúa .
Paso 11.5.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 11.5.2.1.3
Multiplica por .
Paso 11.5.2.1.4
Evalúa .
Paso 11.5.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 11.5.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.5.2.1.7
Evalúa .
Paso 11.5.2.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 11.5.2.2
Suma y .
Paso 11.5.2.3
La respuesta final es .
Paso 11.6
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 11.6.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 11.6.2
Simplifica el resultado.
Paso 11.6.2.1
Simplifica cada término.
Paso 11.6.2.1.1
Evalúa .
Paso 11.6.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 11.6.2.1.3
Multiplica por .
Paso 11.6.2.1.4
Evalúa .
Paso 11.6.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 11.6.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.6.2.1.7
Evalúa .
Paso 11.6.2.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 11.6.2.2
Suma y .
Paso 11.6.2.3
La respuesta final es .
Paso 11.7
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 11.7.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 11.7.2
Simplifica el resultado.
Paso 11.7.2.1
Simplifica cada término.
Paso 11.7.2.1.1
Evalúa .
Paso 11.7.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 11.7.2.1.3
Multiplica por .
Paso 11.7.2.1.4
Evalúa .
Paso 11.7.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 11.7.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.7.2.1.7
Evalúa .
Paso 11.7.2.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 11.7.2.2
Suma y .
Paso 11.7.2.3
La respuesta final es .
Paso 11.8
Sustituye cualquier número, como , del intervalo en la primera derivada para comprobar si el resultado es negativo o positivo.
Paso 11.8.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 11.8.2
Simplifica el resultado.
Paso 11.8.2.1
Simplifica cada término.
Paso 11.8.2.1.1
Evalúa .
Paso 11.8.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 11.8.2.1.3
Multiplica por .
Paso 11.8.2.1.4
Evalúa .
Paso 11.8.2.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 11.8.2.1.6
Multiplica por .
Paso 11.8.2.1.7
Evalúa .
Paso 11.8.2.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 11.8.2.2
Suma y .
Paso 11.8.2.3
La respuesta final es .
Paso 11.9
Como la primera derivada cambió los signos de positivo a negativo alrededor de , es un máximo local.
es un máximo local
Paso 11.10
Como la primera derivada no cambió los signos alrededor de , no es un máximo local ni un mínimo local.
No es un máximo local ni un mínimo local
Paso 11.11
Como la primera derivada cambió los signos de negativo a positivo alrededor de , es un mínimo local.
es un mínimo local
Paso 11.12
Como la primera derivada cambió los signos de positivo a negativo alrededor de , es un máximo local.
es un máximo local
Paso 11.13
Como la primera derivada no cambió los signos alrededor de , no es un máximo local ni un mínimo local.
No es un máximo local ni un mínimo local
Paso 11.14
Estos son los extremos locales de .
es un máximo local
es un mínimo local
es un máximo local
es un máximo local
es un mínimo local
es un máximo local
Paso 12