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Cálculo Ejemplos
Paso 1
Escribe como una función.
Paso 2
Paso 2.1
Diferencia con la regla del múltiplo constante.
Paso 2.1.1
Usa para reescribir como .
Paso 2.1.2
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
Multiplica los exponentes en .
Paso 2.3.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 2.3.2
Cancela el factor común de .
Paso 2.3.2.1
Cancela el factor común.
Paso 2.3.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 2.4
Simplifica.
Paso 2.5
Diferencia con la regla de la potencia.
Paso 2.5.1
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.5.2
Multiplica por .
Paso 2.6
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 2.6.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 2.6.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.6.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 2.7
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 2.8
Combina y .
Paso 2.9
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 2.10
Simplifica el numerador.
Paso 2.10.1
Multiplica por .
Paso 2.10.2
Resta de .
Paso 2.11
Combina fracciones.
Paso 2.11.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 2.11.2
Combina y .
Paso 2.11.3
Mueve al denominador mediante la regla del exponente negativo .
Paso 2.11.4
Combina y .
Paso 2.12
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 2.13
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 2.14
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 2.15
Simplifica la expresión.
Paso 2.15.1
Suma y .
Paso 2.15.2
Multiplica por .
Paso 2.16
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 2.17
Combina y .
Paso 2.18
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 2.19
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 2.19.1
Mueve .
Paso 2.19.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.19.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 2.19.4
Suma y .
Paso 2.19.5
Divide por .
Paso 2.20
Simplifica .
Paso 2.21
Mueve a la izquierda de .
Paso 2.22
Reescribe como un producto.
Paso 2.23
Multiplica por .
Paso 2.24
Eleva a la potencia de .
Paso 2.25
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 2.26
Simplifica la expresión.
Paso 2.26.1
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 2.26.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 2.26.3
Suma y .
Paso 2.27
Combina y .
Paso 2.28
Simplifica.
Paso 2.28.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.28.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 2.28.3
Simplifica el numerador.
Paso 2.28.3.1
Simplifica cada término.
Paso 2.28.3.1.1
Multiplica por .
Paso 2.28.3.1.2
Multiplica .
Paso 2.28.3.1.2.1
Multiplica por .
Paso 2.28.3.1.2.2
Multiplica por .
Paso 2.28.3.1.3
Multiplica por .
Paso 2.28.3.2
Resta de .
Paso 2.28.4
Factoriza de .
Paso 2.28.4.1
Factoriza de .
Paso 2.28.4.2
Factoriza de .
Paso 2.28.4.3
Factoriza de .
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 cociente, que establece que es donde y .
Paso 3.3
Diferencia.
Paso 3.3.1
Multiplica los exponentes en .
Paso 3.3.1.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 3.3.1.2
Cancela el factor común de .
Paso 3.3.1.2.1
Cancela el factor común.
Paso 3.3.1.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 3.3.2
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 3.3.3
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.3.4
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.3.5
Simplifica la expresión.
Paso 3.3.5.1
Suma y .
Paso 3.3.5.2
Multiplica por .
Paso 3.4
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 3.4.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 3.4.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.4.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 3.5
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 3.6
Combina y .
Paso 3.7
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.8
Simplifica el numerador.
Paso 3.8.1
Multiplica por .
Paso 3.8.2
Resta de .
Paso 3.9
Combina y .
Paso 3.10
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 3.11
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 3.12
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 3.13
Combina fracciones.
Paso 3.13.1
Suma y .
Paso 3.13.2
Multiplica por .
Paso 3.13.3
Multiplica por .
Paso 3.14
Simplifica.
Paso 3.14.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.14.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.14.3
Simplifica el numerador.
Paso 3.14.3.1
Factoriza de .
Paso 3.14.3.1.1
Factoriza de .
Paso 3.14.3.1.2
Factoriza de .
Paso 3.14.3.1.3
Factoriza de .
Paso 3.14.3.2
Multiplica por .
Paso 3.14.3.3
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.14.3.4
Combina y .
Paso 3.14.3.5
Cancela el factor común de .
Paso 3.14.3.5.1
Factoriza de .
Paso 3.14.3.5.2
Cancela el factor común.
Paso 3.14.3.5.3
Reescribe la expresión.
Paso 3.14.3.6
Multiplica por .
Paso 3.14.3.7
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 3.14.3.8
Combina y .
Paso 3.14.3.9
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.14.3.10
Simplifica el numerador.
Paso 3.14.3.10.1
Factoriza de .
Paso 3.14.3.10.1.1
Reordena la expresión.
Paso 3.14.3.10.1.1.1
Mueve .
Paso 3.14.3.10.1.1.2
Mueve .
Paso 3.14.3.10.1.2
Factoriza de .
Paso 3.14.3.10.1.3
Factoriza de .
Paso 3.14.3.10.1.4
Factoriza de .
Paso 3.14.3.10.2
Multiplica por .
Paso 3.14.3.11
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 3.14.3.12
Combina y .
Paso 3.14.3.13
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.14.3.14
Reescribe en forma factorizada.
Paso 3.14.3.14.1
Factoriza de .
Paso 3.14.3.14.1.1
Reordena y .
Paso 3.14.3.14.1.2
Factoriza de .
Paso 3.14.3.14.1.3
Factoriza de .
Paso 3.14.3.14.1.4
Factoriza de .
Paso 3.14.3.14.2
Divide por .
Paso 3.14.3.14.3
Simplifica.
Paso 3.14.3.14.4
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.14.3.14.5
Multiplica por .
Paso 3.14.3.14.6
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 3.14.3.14.7
Multiplica por .
Paso 3.14.3.14.8
Multiplica por .
Paso 3.14.3.14.9
Resta de .
Paso 3.14.3.14.10
Suma y .
Paso 3.14.4
Combina los términos.
Paso 3.14.4.1
Combina y .
Paso 3.14.4.2
Reescribe como un producto.
Paso 3.14.4.3
Multiplica por .
Paso 3.14.4.4
Multiplica por .
Paso 3.14.4.5
Mueve al denominador mediante la regla del exponente negativo .
Paso 3.14.4.6
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 3.14.4.6.1
Mueve .
Paso 3.14.4.6.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 3.14.4.6.3
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 3.14.4.6.4
Combina y .
Paso 3.14.4.6.5
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 3.14.4.6.6
Simplifica el numerador.
Paso 3.14.4.6.6.1
Multiplica por .
Paso 3.14.4.6.6.2
Suma y .
Paso 3.14.5
Factoriza de .
Paso 3.14.6
Reescribe como .
Paso 3.14.7
Factoriza de .
Paso 3.14.8
Reescribe como .
Paso 3.14.9
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 4
Para obtener los valores mínimo y máximo locales de la función, establece la derivada igual a y resuelve.
Paso 5
Paso 5.1
Obtén la primera derivada.
Paso 5.1.1
Diferencia con la regla del múltiplo constante.
Paso 5.1.1.1
Usa para reescribir como .
Paso 5.1.1.2
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 5.1.2
Diferencia con la regla del cociente, que establece que es donde y .
Paso 5.1.3
Multiplica los exponentes en .
Paso 5.1.3.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 5.1.3.2
Cancela el factor común de .
Paso 5.1.3.2.1
Cancela el factor común.
Paso 5.1.3.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 5.1.4
Simplifica.
Paso 5.1.5
Diferencia con la regla de la potencia.
Paso 5.1.5.1
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 5.1.5.2
Multiplica por .
Paso 5.1.6
Diferencia con la regla de la cadena, que establece que es donde y .
Paso 5.1.6.1
Para aplicar la regla de la cadena, establece como .
Paso 5.1.6.2
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 5.1.6.3
Reemplaza todos los casos de con .
Paso 5.1.7
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 5.1.8
Combina y .
Paso 5.1.9
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 5.1.10
Simplifica el numerador.
Paso 5.1.10.1
Multiplica por .
Paso 5.1.10.2
Resta de .
Paso 5.1.11
Combina fracciones.
Paso 5.1.11.1
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 5.1.11.2
Combina y .
Paso 5.1.11.3
Mueve al denominador mediante la regla del exponente negativo .
Paso 5.1.11.4
Combina y .
Paso 5.1.12
Según la regla de la suma, la derivada de con respecto a es .
Paso 5.1.13
Diferencia con la regla de la potencia, que establece que es donde .
Paso 5.1.14
Como es constante con respecto a , la derivada de con respecto a es .
Paso 5.1.15
Simplifica la expresión.
Paso 5.1.15.1
Suma y .
Paso 5.1.15.2
Multiplica por .
Paso 5.1.16
Para escribir como una fracción con un denominador común, multiplica por .
Paso 5.1.17
Combina y .
Paso 5.1.18
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 5.1.19
Multiplica por sumando los exponentes.
Paso 5.1.19.1
Mueve .
Paso 5.1.19.2
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 5.1.19.3
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 5.1.19.4
Suma y .
Paso 5.1.19.5
Divide por .
Paso 5.1.20
Simplifica .
Paso 5.1.21
Mueve a la izquierda de .
Paso 5.1.22
Reescribe como un producto.
Paso 5.1.23
Multiplica por .
Paso 5.1.24
Eleva a la potencia de .
Paso 5.1.25
Usa la regla de la potencia para combinar exponentes.
Paso 5.1.26
Simplifica la expresión.
Paso 5.1.26.1
Escribe como una fracción con un denominador común.
Paso 5.1.26.2
Combina los numeradores sobre el denominador común.
Paso 5.1.26.3
Suma y .
Paso 5.1.27
Combina y .
Paso 5.1.28
Simplifica.
Paso 5.1.28.1
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 5.1.28.2
Aplica la propiedad distributiva.
Paso 5.1.28.3
Simplifica el numerador.
Paso 5.1.28.3.1
Simplifica cada término.
Paso 5.1.28.3.1.1
Multiplica por .
Paso 5.1.28.3.1.2
Multiplica .
Paso 5.1.28.3.1.2.1
Multiplica por .
Paso 5.1.28.3.1.2.2
Multiplica por .
Paso 5.1.28.3.1.3
Multiplica por .
Paso 5.1.28.3.2
Resta de .
Paso 5.1.28.4
Factoriza de .
Paso 5.1.28.4.1
Factoriza de .
Paso 5.1.28.4.2
Factoriza de .
Paso 5.1.28.4.3
Factoriza de .
Paso 5.2
La primera derivada de con respecto a es .
Paso 6
Paso 6.1
Establece la primera derivada igual a .
Paso 6.2
Establece el numerador igual a cero.
Paso 6.3
Resuelve la ecuación en .
Paso 6.3.1
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 6.3.1.1
Divide cada término en por .
Paso 6.3.1.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 6.3.1.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 6.3.1.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 6.3.1.2.1.2
Divide por .
Paso 6.3.1.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 6.3.1.3.1
Divide por .
Paso 6.3.2
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 7
Paso 7.1
Aplica la regla para reescribir la exponenciación como un radical.
Paso 7.2
Establece el denominador en igual que para obtener el lugar donde no está definida la expresión.
Paso 7.3
Resuelve
Paso 7.3.1
Para eliminar el radical en el lazo izquierdo de la ecuación, eleva al cuadrado ambos lados de la ecuación.
Paso 7.3.2
Simplifica cada lado de la ecuación.
Paso 7.3.2.1
Usa para reescribir como .
Paso 7.3.2.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 7.3.2.2.1
Simplifica .
Paso 7.3.2.2.1.1
Aplica la regla del producto a .
Paso 7.3.2.2.1.2
Eleva a la potencia de .
Paso 7.3.2.2.1.3
Multiplica los exponentes en .
Paso 7.3.2.2.1.3.1
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 7.3.2.2.1.3.2
Cancela el factor común de .
Paso 7.3.2.2.1.3.2.1
Cancela el factor común.
Paso 7.3.2.2.1.3.2.2
Reescribe la expresión.
Paso 7.3.2.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 7.3.2.3.1
Elevar a cualquier potencia positiva da como resultado .
Paso 7.3.3
Resuelve
Paso 7.3.3.1
Divide cada término en por y simplifica.
Paso 7.3.3.1.1
Divide cada término en por .
Paso 7.3.3.1.2
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 7.3.3.1.2.1
Cancela el factor común de .
Paso 7.3.3.1.2.1.1
Cancela el factor común.
Paso 7.3.3.1.2.1.2
Divide por .
Paso 7.3.3.1.3
Simplifica el lado derecho.
Paso 7.3.3.1.3.1
Divide por .
Paso 7.3.3.2
Establece igual a .
Paso 7.3.3.3
Suma a ambos lados de la ecuación.
Paso 7.4
Establece el radicando en menor que para obtener el lugar donde no está definida la expresión.
Paso 7.5
Resuelve
Paso 7.5.1
Calcula la raíz especificada de ambos lados de la desigualdad para eliminar el exponente en el lado izquierdo.
Paso 7.5.2
Simplifica la ecuación.
Paso 7.5.2.1
Simplifica el lado izquierdo.
Paso 7.5.2.1.1
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 7.5.2.2
Simplifica el lado derecho.
Paso 7.5.2.2.1
Simplifica .
Paso 7.5.2.2.1.1
Reescribe como .
Paso 7.5.2.2.1.2
Retira los términos de abajo del radical.
Paso 7.5.3
Suma a ambos lados de la desigualdad.
Paso 7.6
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 8
Puntos críticos para evaluar.
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
Factoriza de .
Paso 10.2
Cancela los factores comunes.
Paso 10.2.1
Factoriza de .
Paso 10.2.2
Cancela el factor común.
Paso 10.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.3
Resta de .
Paso 10.4
Simplifica el denominador.
Paso 10.4.1
Resta de .
Paso 10.4.2
Reescribe como .
Paso 10.4.3
Aplica la regla de la potencia y multiplica los exponentes, .
Paso 10.4.4
Cancela el factor común de .
Paso 10.4.4.1
Cancela el factor común.
Paso 10.4.4.2
Reescribe la expresión.
Paso 10.4.5
Eleva a la potencia de .
Paso 10.5
Reduce la expresión mediante la cancelación de los factores comunes.
Paso 10.5.1
Multiplica por .
Paso 10.5.2
Cancela el factor común de y .
Paso 10.5.2.1
Factoriza de .
Paso 10.5.2.2
Cancela los factores comunes.
Paso 10.5.2.2.1
Factoriza de .
Paso 10.5.2.2.2
Cancela el factor común.
Paso 10.5.2.2.3
Reescribe la expresión.
Paso 10.5.3
Mueve el negativo al frente de la fracción.
Paso 10.6
Multiplica .
Paso 10.6.1
Multiplica por .
Paso 10.6.2
Multiplica por .
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
Multiplica por .
Paso 12.2.2
Simplifica el denominador.
Paso 12.2.2.1
Resta de .
Paso 12.2.2.2
Reescribe como .
Paso 12.2.2.3
Extrae los términos de abajo del radical, bajo el supuesto de que tienes números reales positivos.
Paso 12.2.3
Divide por .
Paso 12.2.4
La respuesta final es .
Paso 13
Estos son los extremos locales de .
es un mínimo local
Paso 14