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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Paso 1.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.2
Evalúa .
Paso 1.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 1.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 1.2.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 1.2.2
Cancela el factor común de .
Paso 1.2.2.1
Cancela el factor común.
Paso 1.2.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 1.2.3
Multiplica por .
Paso 1.2.4
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.2.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.2.6
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.2.7
Suma y .
Paso 1.3
Evalúa .
Paso 1.3.1
Cancela el factor común de .
Paso 1.3.1.1
Cancela el factor común.
Paso 1.3.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 1.3.2
Combina y .
Paso 1.3.3
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 1.3.4
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 1.3.5
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 1.3.5.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 1.3.5.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 1.3.5.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 1.3.6
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.3.7
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 1.3.8
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.3.9
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 1.3.10
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 1.3.11
Suma y .
Paso 1.3.12
Multiplica por .
Paso 1.3.13
Multiplica por .
Paso 1.4
Simplifica.
Paso 1.4.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.4.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.4.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.4.4
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.4.5
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 1.4.6
Combina los términos.
Paso 1.4.6.1
Eleva a la potencia de .
Paso 1.4.6.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.4.6.3
Suma y .
Paso 1.4.6.4
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.4.6.5
Eleva a la potencia de .
Paso 1.4.6.6
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.4.6.7
Suma y .
Paso 1.4.6.8
Multiplica por .
Paso 1.4.6.9
Eleva a la potencia de .
Paso 1.4.6.10
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 1.4.6.11
Suma y .
Paso 1.4.6.12
Mueve a la izquierda de .
Paso 1.4.6.13
Multiplica por .
Paso 1.4.6.14
Reescribe como .
Paso 1.4.6.15
Resta de .
Paso 1.4.6.16
Suma y .
Paso 1.4.6.17
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 1.4.6.18
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 1.4.7
Reordena los términos.
Paso 1.4.8
Reordena los factores en .
Paso 2
Paso 2.1
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 2.2
Diferencia.
Paso 2.2.1
Multiplica los exponentes en .
Paso 2.2.1.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.2.1.2
Multiplica por .
Paso 2.2.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.2.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.2.4
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.3
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
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 exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.4.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.6
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.6.1
Mueve .
Paso 2.6.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.6.3
Suma y .
Paso 2.7
Diferencia.
Paso 2.7.1
Mueve a la izquierda de .
Paso 2.7.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.7.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.8
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 2.9
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.9.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.9.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.9.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.10
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.11
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.11.1
Mueve .
Paso 2.11.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.11.3
Suma y .
Paso 2.12
Diferencia.
Paso 2.12.1
Mueve a la izquierda de .
Paso 2.12.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.12.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.13
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.13.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.13.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 2.13.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.14
Diferencia con la regla de la potencia.
Paso 2.14.1
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.14.2
Multiplica por .
Paso 2.14.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.14.4
Simplifica con la obtención del factor común.
Paso 2.14.4.1
Multiplica por .
Paso 2.14.4.2
Factoriza de .
Paso 2.14.4.2.1
Factoriza de .
Paso 2.14.4.2.2
Factoriza de .
Paso 2.14.4.2.3
Factoriza de .
Paso 2.15
Cancela los factores comunes.
Paso 2.15.1
Factoriza de .
Paso 2.15.2
Cancela el factor común.
Paso 2.15.3
Reescribe la expresión.
Paso 2.16
Simplifica.
Paso 2.16.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.16.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.16.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.16.4
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.16.5
Simplifica el numerador.
Paso 2.16.5.1
Simplifica cada término.
Paso 2.16.5.1.1
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 2.16.5.1.2
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.16.5.1.2.1
Mueve .
Paso 2.16.5.1.2.2
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.3
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 2.16.5.1.4
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.16.5.1.4.1
Mueve .
Paso 2.16.5.1.4.2
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.4.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 2.16.5.1.4.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.16.5.1.4.3
Suma y .
Paso 2.16.5.1.5
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.6
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 2.16.5.1.7
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.16.5.1.7.1
Mueve .
Paso 2.16.5.1.7.2
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.7.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 2.16.5.1.7.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.16.5.1.7.3
Suma y .
Paso 2.16.5.1.8
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.9
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 2.16.5.1.10
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.16.5.1.10.1
Mueve .
Paso 2.16.5.1.10.2
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.10.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 2.16.5.1.10.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.16.5.1.10.3
Suma y .
Paso 2.16.5.1.11
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.12
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 2.16.5.1.13
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.16.5.1.13.1
Mueve .
Paso 2.16.5.1.13.2
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.13.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 2.16.5.1.13.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.16.5.1.13.3
Suma y .
Paso 2.16.5.1.14
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.15
Reescribe con la propiedad conmutativa de la multiplicación.
Paso 2.16.5.1.16
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.16.5.1.16.1
Mueve .
Paso 2.16.5.1.16.2
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.16.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 2.16.5.1.16.2.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.16.5.1.16.3
Suma y .
Paso 2.16.5.1.17
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.18
Multiplica por .
Paso 2.16.5.1.19
Multiplica por .
Paso 2.16.5.2
Combina los términos opuestos en .
Paso 2.16.5.2.1
Resta de .
Paso 2.16.5.2.2
Suma y .
Paso 2.16.5.3
Resta de .
Paso 2.16.5.4
Resta de .
Paso 2.16.5.5
Resta de .
Paso 2.16.6
Reordena los términos.
Paso 2.16.7
Simplifica el numerador.
Paso 2.16.7.1
Factoriza de .
Paso 2.16.7.1.1
Factoriza de .
Paso 2.16.7.1.2
Factoriza de .
Paso 2.16.7.1.3
Factoriza de .
Paso 2.16.7.1.4
Factoriza de .
Paso 2.16.7.1.5
Factoriza de .
Paso 2.16.7.1.6
Factoriza de .
Paso 2.16.7.1.7
Factoriza de .
Paso 2.16.7.1.8
Factoriza de .
Paso 2.16.7.1.9
Factoriza de .
Paso 2.16.7.2
Reordena los términos.
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
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.2
Evalúa .
Paso 4.1.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 4.1.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 4.1.2.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 4.1.2.2
Cancela el factor común de .
Paso 4.1.2.2.1
Cancela el factor común.
Paso 4.1.2.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 4.1.2.3
Multiplica por .
Paso 4.1.2.4
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.2.5
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.2.6
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.2.7
Suma y .
Paso 4.1.3
Evalúa .
Paso 4.1.3.1
Cancela el factor común de .
Paso 4.1.3.1.1
Cancela el factor común.
Paso 4.1.3.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 4.1.3.2
Combina y .
Paso 4.1.3.3
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 4.1.3.4
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 4.1.3.5
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 4.1.3.5.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 4.1.3.5.2
Diferencia con la regla exponencial, que establece que es donde = .
Paso 4.1.3.5.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 4.1.3.6
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.3.7
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.3.8
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.3.9
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 4.1.3.10
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 4.1.3.11
Suma y .
Paso 4.1.3.12
Multiplica por .
Paso 4.1.3.13
Multiplica por .
Paso 4.1.4
Simplifica.
Paso 4.1.4.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 4.1.4.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 4.1.4.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 4.1.4.4
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 4.1.4.5
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 4.1.4.6
Combina los términos.
Paso 4.1.4.6.1
Eleva a la potencia de .
Paso 4.1.4.6.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 4.1.4.6.3
Suma y .
Paso 4.1.4.6.4
Mueve a la izquierda de .
Paso 4.1.4.6.5
Eleva a la potencia de .
Paso 4.1.4.6.6
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 4.1.4.6.7
Suma y .
Paso 4.1.4.6.8
Multiplica por .
Paso 4.1.4.6.9
Eleva a la potencia de .
Paso 4.1.4.6.10
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 4.1.4.6.11
Suma y .
Paso 4.1.4.6.12
Mueve a la izquierda de .
Paso 4.1.4.6.13
Multiplica por .
Paso 4.1.4.6.14
Reescribe como .
Paso 4.1.4.6.15
Resta de .
Paso 4.1.4.6.16
Suma y .
Paso 4.1.4.6.17
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 4.1.4.6.18
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 4.1.4.7
Reordena los términos.
Paso 4.1.4.8
Reordena los factores en .
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
Grafica cada lado de la ecuación. La solución es el valor x del punto de intersección.
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
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 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
Eleva a la potencia de .
Paso 9.1.2
Multiplica por .
Paso 9.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 9.1.4
Multiplica por .
Paso 9.1.5
Eleva a la potencia de .
Paso 9.1.6
Multiplica por .
Paso 9.1.7
Eleva a la potencia de .
Paso 9.1.8
Multiplica por .
Paso 9.1.9
Suma y .
Paso 9.1.10
Suma y .
Paso 9.1.11
Suma y .
Paso 9.1.12
Suma y .
Paso 9.1.13
Combina exponentes.
Paso 9.1.13.1
Multiplica por .
Paso 9.1.13.2
Multiplica por .
Paso 9.2
Simplifica la expresión.
Paso 9.2.1
Eleva a la potencia de .
Paso 9.2.2
Divide por .
Paso 10
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 11
Paso 11.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 11.2
Simplifica el resultado.
Paso 11.2.1
Simplifica cada término.
Paso 11.2.1.1
Cancela el factor común de .
Paso 11.2.1.1.1
Cancela el factor común.
Paso 11.2.1.1.2
Reescribe la expresión.
Paso 11.2.1.2
Divide por .
Paso 11.2.1.3
Multiplica por .
Paso 11.2.1.4
Multiplica por .
Paso 11.2.1.5
Suma y .
Paso 11.2.1.6
Suma y .
Paso 11.2.1.7
Cancela el factor común de .
Paso 11.2.1.7.1
Cancela el factor común.
Paso 11.2.1.7.2
Reescribe la expresión.
Paso 11.2.1.8
Divide por .
Paso 11.2.1.9
Multiplica por .
Paso 11.2.1.10
Eleva a la potencia de .
Paso 11.2.1.11
Multiplica por .
Paso 11.2.2
Suma y .
Paso 11.2.3
La respuesta final es .
Paso 12
Estos son los extremos locales de .
es un mínimo local
Paso 13