Cálculo Ejemplos

Hallar la concavidad (x+10)/(x^2-100)
Paso 1
Escribe como una función.
Paso 2
Find the values where the second derivative is equal to .
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Paso 2.1
Obtener la segunda derivada.
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Paso 2.1.1
Obtén la primera derivada.
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Paso 2.1.1.1
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 2.1.1.2
Diferencia.
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Paso 2.1.1.2.1
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.1.2.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.1.1.2.3
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.1.2.4
Simplifica la expresión.
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Paso 2.1.1.2.4.1
Suma y .
Paso 2.1.1.2.4.2
Multiplica por .
Paso 2.1.1.2.5
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.1.2.6
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.1.1.2.7
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.1.2.8
Simplifica la expresión.
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Paso 2.1.1.2.8.1
Suma y .
Paso 2.1.1.2.8.2
Multiplica por .
Paso 2.1.1.3
Simplifica.
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Paso 2.1.1.3.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.1.1.3.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.1.1.3.3
Simplifica el numerador.
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Paso 2.1.1.3.3.1
Simplifica cada término.
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Paso 2.1.1.3.3.1.1
Multiplica por sumando los exponentes.
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Paso 2.1.1.3.3.1.1.1
Mueve .
Paso 2.1.1.3.3.1.1.2
Multiplica por .
Paso 2.1.1.3.3.1.2
Multiplica por .
Paso 2.1.1.3.3.2
Resta de .
Paso 2.1.1.3.4
Reordena los términos.
Paso 2.1.1.3.5
Factoriza por agrupación.
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Paso 2.1.1.3.5.1
Para un polinomio de la forma , reescribe el término medio como una suma de dos términos cuyo producto es y cuya suma es .
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Paso 2.1.1.3.5.1.1
Factoriza de .
Paso 2.1.1.3.5.1.2
Reescribe como más
Paso 2.1.1.3.5.1.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.1.1.3.5.2
Factoriza el máximo común divisor de cada grupo.
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Paso 2.1.1.3.5.2.1
Agrupa los dos primeros términos y los dos últimos términos.
Paso 2.1.1.3.5.2.2
Factoriza el máximo común divisor (MCD) de cada grupo.
Paso 2.1.1.3.5.3
Factoriza el polinomio mediante la factorización del máximo común divisor, .
Paso 2.1.1.3.6
Simplifica el denominador.
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Paso 2.1.1.3.6.1
Reescribe como .
Paso 2.1.1.3.6.2
Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, , donde y .
Paso 2.1.1.3.6.3
Aplica la regla del producto a .
Paso 2.1.1.3.7
Simplifica el numerador.
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Paso 2.1.1.3.7.1
Factoriza de .
Paso 2.1.1.3.7.2
Reescribe como .
Paso 2.1.1.3.7.3
Factoriza de .
Paso 2.1.1.3.7.4
Reescribe como .
Paso 2.1.1.3.7.5
Eleva a la potencia de .
Paso 2.1.1.3.7.6
Eleva a la potencia de .
Paso 2.1.1.3.7.7
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.1.1.3.7.8
Suma y .
Paso 2.1.1.3.8
Cancela el factor común de .
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Paso 2.1.1.3.8.1
Cancela el factor común.
Paso 2.1.1.3.8.2
Reescribe la expresión.
Paso 2.1.1.3.9
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 2.1.2
Obtener la segunda derivada.
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Paso 2.1.2.1
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 2.1.2.2
Aplica reglas básicas de exponentes.
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Paso 2.1.2.2.1
Reescribe como .
Paso 2.1.2.2.2
Multiplica los exponentes en .
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Paso 2.1.2.2.2.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.1.2.2.2.2
Multiplica por .
Paso 2.1.2.3
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
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Paso 2.1.2.3.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.1.2.3.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.1.2.3.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.1.2.4
Diferencia.
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Paso 2.1.2.4.1
Multiplica por .
Paso 2.1.2.4.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.2.4.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.1.2.4.4
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.2.4.5
Simplifica la expresión.
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Paso 2.1.2.4.5.1
Suma y .
Paso 2.1.2.4.5.2
Multiplica por .
Paso 2.1.2.4.6
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.1.2.4.7
Simplifica la expresión.
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Paso 2.1.2.4.7.1
Multiplica por .
Paso 2.1.2.4.7.2
Suma y .
Paso 2.1.2.5
Simplifica.
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Paso 2.1.2.5.1
Reescribe la expresión mediante la regla del exponente negativo .
Paso 2.1.2.5.2
Combina y .
Paso 2.1.3
La segunda derivada de con respecto a es .
Paso 2.2
Establece la segunda derivada igual a luego resuelve la ecuación .
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Paso 2.2.1
Establece la segunda derivada igual a .
Paso 2.2.2
Establece el numerador igual a cero.
Paso 2.2.3
Como , no hay soluciones.
No hay solución
No hay solución
No hay solución
Paso 3
Obtén el dominio de .
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Paso 3.1
Establece el denominador en igual que para obtener el lugar donde no está definida la expresión.
Paso 3.2
Resuelve
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Paso 3.2.1
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 3.2.2
Calcula la raíz especificada de ambos lados de la ecuación para eliminar el exponente en el lado izquierdo.
Paso 3.2.3
Simplifica .
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Paso 3.2.3.1
Reescribe como .
Paso 3.2.3.2
Extrae los términos de abajo del radical, bajo el supuesto de que tienes números reales positivos.
Paso 3.2.4
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
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Paso 3.2.4.1
Primero, usa el valor positivo de para obtener la primera solución.
Paso 3.2.4.2
Luego, usa el valor negativo de para obtener la segunda solución.
Paso 3.2.4.3
La solución completa es el resultado de las partes positiva y negativa de la solución.
Paso 3.3
El dominio son todos los valores de que hacen que la expresión sea definida.
Notación de intervalo:
Notación del constructor de conjuntos:
Notación de intervalo:
Notación del constructor de conjuntos:
Paso 4
Crea intervalos alrededor de los valores de donde la segunda derivada es cero o indefinida.
Paso 5
Sustituye cualquier número del intervalo en la segunda derivada y evalúa para determinar la concavidad.
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Paso 5.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 5.2
Simplifica el resultado.
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Paso 5.2.1
Simplifica el denominador.
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Paso 5.2.1.1
Resta de .
Paso 5.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 5.2.2
Reduce la expresión mediante la cancelación de los factores comunes.
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Paso 5.2.2.1
Cancela el factor común de y .
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Paso 5.2.2.1.1
Factoriza de .
Paso 5.2.2.1.2
Cancela los factores comunes.
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Paso 5.2.2.1.2.1
Factoriza de .
Paso 5.2.2.1.2.2
Cancela el factor común.
Paso 5.2.2.1.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 5.2.2.2
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 5.2.3
La respuesta final es .
Paso 5.3
La gráfica es cóncava en el intervalo porque es negativa.
Cóncavo en dado que es negativo
Cóncavo en dado que es negativo
Paso 6
Sustituye cualquier número del intervalo en la segunda derivada y evalúa para determinar la concavidad.
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Paso 6.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 6.2
Simplifica el resultado.
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Paso 6.2.1
Simplifica el denominador.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.1.1
Resta de .
Paso 6.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 6.2.2
Reduce la expresión mediante la cancelación de los factores comunes.
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Paso 6.2.2.1
Cancela el factor común de y .
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.1
Factoriza de .
Paso 6.2.2.1.2
Cancela los factores comunes.
Toca para ver más pasos...
Paso 6.2.2.1.2.1
Factoriza de .
Paso 6.2.2.1.2.2
Cancela el factor común.
Paso 6.2.2.1.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 6.2.2.2
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 6.2.3
La respuesta final es .
Paso 6.3
La gráfica es cóncava en el intervalo porque es negativa.
Cóncavo en dado que es negativo
Cóncavo en dado que es negativo
Paso 7
Sustituye cualquier número del intervalo en la segunda derivada y evalúa para determinar la concavidad.
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Paso 7.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 7.2
Simplifica el resultado.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.1
Simplifica el denominador.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.1.1
Resta de .
Paso 7.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 7.2.2
Cancela el factor común de y .
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.2.1
Factoriza de .
Paso 7.2.2.2
Cancela los factores comunes.
Toca para ver más pasos...
Paso 7.2.2.2.1
Factoriza de .
Paso 7.2.2.2.2
Cancela el factor común.
Paso 7.2.2.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 7.2.3
La respuesta final es .
Paso 7.3
La gráfica es convexa en el intervalo porque es positiva.
Convexo en dado que es positivo
Convexo en dado que es positivo
Paso 8
La gráfica es cóncava cuando la segunda derivada es negativa y convexa cuando la segunda derivada es positiva.
Cóncavo en dado que es negativo
Cóncavo en dado que es negativo
Convexo en dado que es positivo
Paso 9