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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Escribe como una función.
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 de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.2.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.2.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.2.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.3
Multiplica por .
Paso 2.4
La derivada de con respecto a es .
Paso 2.5
Multiplica por .
Paso 3
Paso 3.1
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.2
Diferencia con la regla del producto, que establece que es donde y .
Paso 3.3
La derivada de con respecto a es .
Paso 3.4
Eleva a la potencia de .
Paso 3.5
Eleva a la potencia de .
Paso 3.6
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.7
Suma y .
Paso 3.8
La derivada de con respecto a es .
Paso 3.9
Eleva a la potencia de .
Paso 3.10
Eleva a la potencia de .
Paso 3.11
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.12
Suma y .
Paso 3.13
Simplifica.
Paso 3.13.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.13.2
Multiplica por .
Paso 3.13.3
Reescribe como .
Paso 3.13.4
Reescribe como .
Paso 3.13.5
Reordena y .
Paso 3.13.6
Dado que ambos términos son cuadrados perfectos, factoriza con la fórmula de la diferencia de cuadrados, , donde y .
Paso 3.13.7
Multiplica por .
Paso 3.13.8
Expande con el método PEIU (primero, exterior, interior, ultimo).
Paso 3.13.8.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.13.8.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.13.8.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.13.9
Combina los términos opuestos en .
Paso 3.13.9.1
Reordena los factores en los términos y .
Paso 3.13.9.2
Suma y .
Paso 3.13.9.3
Suma y .
Paso 3.13.10
Simplifica cada término.
Paso 3.13.10.1
Multiplica .
Paso 3.13.10.1.1
Multiplica por .
Paso 3.13.10.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 3.13.10.1.3
Eleva a la potencia de .
Paso 3.13.10.1.4
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.13.10.1.5
Suma y .
Paso 3.13.10.2
Multiplica .
Paso 3.13.10.2.1
Multiplica por .
Paso 3.13.10.2.2
Eleva a la potencia de .
Paso 3.13.10.2.3
Eleva a la potencia de .
Paso 3.13.10.2.4
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.13.10.2.5
Suma y .
Paso 4
Para obtener los valores mínimo y máximo locales de la función, establece la derivada igual a y resuelve.
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
Resta la inversa del coseno de ambos lados de la ecuación para extraer del interior del coseno.
Paso 6.2.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 6.2.2.1
El valor exacto de es .
Paso 6.2.3
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 6.2.4
Simplifica .
Paso 6.2.4.1
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 6.2.4.2
Combina fracciones.
Paso 6.2.4.2.1
Combina y .
Paso 6.2.4.2.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 6.2.4.3
Simplifica el numerador.
Paso 6.2.4.3.1
Multiplica por .
Paso 6.2.4.3.2
Resta de .
Paso 6.2.5
La solución a la ecuación .
Paso 7
Paso 7.1
Establece igual a .
Paso 7.2
Resuelve en .
Paso 7.2.1
Resta la inversa de seno de ambos lados de la ecuación para extraer del interior de seno.
Paso 7.2.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 7.2.2.1
El valor exacto de es .
Paso 7.2.3
La función seno es positiva en el primer y el segundo cuadrante. Para obtener la segunda solución, resta el ángulo de referencia de para obtener la solución en el segundo cuadrante.
Paso 7.2.4
Resta de .
Paso 7.2.5
La solución a la ecuación .
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
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 10.1.3
Multiplica por .
Paso 10.1.4
El valor exacto de es .
Paso 10.1.5
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 10.1.6
Multiplica por .
Paso 10.2
Suma y .
Paso 11
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 12
Paso 12.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 12.2
Simplifica el resultado.
Paso 12.2.1
El valor exacto de es .
Paso 12.2.2
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 12.2.3
Multiplica por .
Paso 12.2.4
La respuesta final es .
Paso 13
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 14
Paso 14.1
Simplifica cada término.
Paso 14.1.1
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el seno es negativo en el cuarto cuadrante.
Paso 14.1.2
El valor exacto de es .
Paso 14.1.3
Multiplica por .
Paso 14.1.4
Eleva a la potencia de .
Paso 14.1.5
Multiplica por .
Paso 14.1.6
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante.
Paso 14.1.7
El valor exacto de es .
Paso 14.1.8
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 14.1.9
Multiplica por .
Paso 14.2
Suma y .
Paso 15
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 16
Paso 16.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 16.2
Simplifica el resultado.
Paso 16.2.1
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante.
Paso 16.2.2
El valor exacto de es .
Paso 16.2.3
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 16.2.4
Multiplica por .
Paso 16.2.5
La respuesta final es .
Paso 17
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 18
Paso 18.1
Simplifica cada término.
Paso 18.1.1
El valor exacto de es .
Paso 18.1.2
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 18.1.3
Multiplica por .
Paso 18.1.4
El valor exacto de es .
Paso 18.1.5
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 18.1.6
Multiplica por .
Paso 18.2
Resta de .
Paso 19
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 20
Paso 20.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 20.2
Simplifica el resultado.
Paso 20.2.1
El valor exacto de es .
Paso 20.2.2
Uno elevado a cualquier potencia es uno.
Paso 20.2.3
Multiplica por .
Paso 20.2.4
La respuesta final es .
Paso 21
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 22
Paso 22.1
Simplifica cada término.
Paso 22.1.1
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante.
Paso 22.1.2
El valor exacto de es .
Paso 22.1.3
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 22.1.4
Multiplica por .
Paso 22.1.5
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el coseno es negativo en el segundo cuadrante.
Paso 22.1.6
El valor exacto de es .
Paso 22.1.7
Multiplica por .
Paso 22.1.8
Eleva a la potencia de .
Paso 22.1.9
Multiplica por .
Paso 22.2
Resta de .
Paso 23
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 24
Paso 24.1
Reemplaza la variable con en la expresión.
Paso 24.2
Simplifica el resultado.
Paso 24.2.1
Aplica el ángulo de referencia mediante la búsqueda del ángulo con valores trigonométricos equivalentes en el primer cuadrante. Haz que la expresión sea negativa porque el coseno es negativo en el segundo cuadrante.
Paso 24.2.2
El valor exacto de es .
Paso 24.2.3
Multiplica por .
Paso 24.2.4
Eleva a la potencia de .
Paso 24.2.5
Multiplica por .
Paso 24.2.6
La respuesta final es .
Paso 25
Estos son los extremos locales de .
es un mínimo local
es un mínimo local
es un máximo local
es un máximo local
Paso 26