Calcolo Esempi

$2 x - 4 \sin (x)$

Passaggio 1

Scrivi $2 x - 4 \sin (x)$ come funzione.

$f (x) = 2 x - 4 \sin (x)$

Passaggio 2

Trova la derivata prima della funzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $2 x - 4 \sin (x)$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 4 \sin (x)]$ .

$\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 4 \sin (x)]$

Passaggio 2.2

Calcola $\frac{d}{d x} [2 x]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.2.1

Poiché $2$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $2 x$ rispetto a $x$ è $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 4 \sin (x)]$

Passaggio 2.2.2

Differenzia usando la regola di potenza, che indica che $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ è $n x^{n - 1}$ dove $n = 1$ .

$2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 4 \sin (x)]$

Passaggio 2.2.3

Moltiplica $2$ per $1$ .

$2 + \frac{d}{d x} [- 4 \sin (x)]$

Passaggio 2.3

Calcola $\frac{d}{d x} [- 4 \sin (x)]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 2.3.1

Poiché $- 4$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 4 \sin (x)$ rispetto a $x$ è $- 4 \frac{d}{d x} [\sin (x)]$ .

$2 - 4 \frac{d}{d x} [\sin (x)]$

Passaggio 2.3.2

La derivata di $\sin (x)$ rispetto a $x$ è $\cos (x)$ .

$2 - 4 \cos (x)$

Passaggio 3

Trova la derivata seconda della funzione.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.1

Differenzia.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.1.1

Secondo la regola della somma, la derivata di $2 - 4 \cos (x)$ rispetto a $x$ è $\frac{d}{d x} [2] + \frac{d}{d x} [- 4 \cos (x)]$ .

$f'' (x) = \frac{d}{d x} (2) + \frac{d}{d x} (- 4 \cos (x))$

Passaggio 3.1.2

Poiché $2$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $2$ rispetto a $x$ è $0$ .

$f'' (x) = 0 + \frac{d}{d x} (- 4 \cos (x))$

Passaggio 3.2

Calcola $\frac{d}{d x} [- 4 \cos (x)]$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 3.2.1

Poiché $- 4$ è costante rispetto a $x$ , la derivata di $- 4 \cos (x)$ rispetto a $x$ è $- 4 \frac{d}{d x} [\cos (x)]$ .

$f'' (x) = 0 - 4 \frac{d}{d x} \cos (x)$

Passaggio 3.2.2

La derivata di $\cos (x)$ rispetto a $x$ è $- \sin (x)$ .

$f'' (x) = 0 - 4 (- \sin (x))$

Passaggio 3.2.3

Moltiplica $- 1$ per $- 4$ .

$f'' (x) = 0 + 4 \sin (x)$

Passaggio 3.3

Somma $0$ e $4 \sin (x)$ .

$f'' (x) = 4 \sin (x)$

Passaggio 4

Per trovare i valori locali di minimo e di massimo della funzione, imposta la derivata in modo che sia uguale a $0$ e risolvi.

$2 - 4 \cos (x) = 0$

Passaggio 5

Sottrai $2$ da entrambi i lati dell'equazione.

$- 4 \cos (x) = - 2$

Passaggio 6

Dividi per $- 4$ ciascun termine in $- 4 \cos (x) = - 2$ e semplifica.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.1

Dividi per $- 4$ ciascun termine in $- 4 \cos (x) = - 2$ .

$\frac{- 4 \cos (x)}{- 4} = \frac{- 2}{- 4}$

Passaggio 6.2

Semplifica il lato sinistro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.1

Elimina il fattore comune di $- 4$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.2.1.1

Elimina il fattore comune.

$\frac{- 4 \cos (x)}{- 4} = \frac{- 2}{- 4}$

Passaggio 6.2.1.2

Dividi $\cos (x)$ per $1$ .

$\cos (x) = \frac{- 2}{- 4}$

Passaggio 6.3

Semplifica il lato destro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1

Elimina il fattore comune di $- 2$ e $- 4$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1.1

Scomponi $- 2$ da $- 2$ .

$\cos (x) = \frac{- 2 (1)}{- 4}$

Passaggio 6.3.1.2

Elimina i fattori comuni.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 6.3.1.2.1

Scomponi $- 2$ da $- 4$ .

$\cos (x) = \frac{- 2 \cdot 1}{- 2 \cdot 2}$

Passaggio 6.3.1.2.2

Elimina il fattore comune.

$\cos (x) = \frac{- 2 \cdot 1}{- 2 \cdot 2}$

Passaggio 6.3.1.2.3

Riscrivi l'espressione.

$\cos (x) = \frac{1}{2}$

Passaggio 7

Trova il valore dell'incognita $x$ corrispondente all'inverso del coseno presente nell'equazione assegnata.

$x = \arccos (\frac{1}{2})$

Passaggio 8

Semplifica il lato destro.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 8.1

Il valore esatto di $\arccos (\frac{1}{2})$ è $\frac{π}{3}$ .

$x = \frac{π}{3}$

Passaggio 9

La funzione del coseno è positiva nel primo e nel quarto quadrante. Per trovare la seconda soluzione, sottrai l'angolo di riferimento da $2 π$ per trovare la soluzione nel quarto quadrante.

$x = 2 π - \frac{π}{3}$

Passaggio 10

Semplifica $2 π - \frac{π}{3}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.1

Per scrivere $2 π$ come una frazione con un comune denominatore, moltiplicala per $\frac{3}{3}$ .

$x = 2 π \cdot \frac{3}{3} - \frac{π}{3}$

Passaggio 10.2

Riduci le frazioni.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.2.1

$2 π$ e $\frac{3}{3}$ .

$x = \frac{2 π \cdot 3}{3} - \frac{π}{3}$

Passaggio 10.2.2

Riduci i numeratori su un comune denominatore.

$x = \frac{2 π \cdot 3 - π}{3}$

Passaggio 10.3

Semplifica il numeratore.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 10.3.1

Moltiplica $3$ per $2$ .

$x = \frac{6 π - π}{3}$

Passaggio 10.3.2

Sottrai $π$ da $6 π$ .

$x = \frac{5 π}{3}$

Passaggio 11

La soluzione dell'equazione $x = \frac{π}{3}$ .

$x = \frac{π}{3}, \frac{5 π}{3}$

Passaggio 12

Calcola la derivata seconda per $x = \frac{π}{3}$ . Se la derivata seconda è positiva, allora si tratta di un minimo locale. Se è negativa, allora è un massimo locale.

$4 \sin (\frac{π}{3})$

Passaggio 13

Calcola la derivata seconda.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 13.1

Il valore esatto di $\sin (\frac{π}{3})$ è $\frac{\sqrt{3}}{2}$ .

$4 \frac{\sqrt{3}}{2}$

Passaggio 13.2

Elimina il fattore comune di $2$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 13.2.1

Scomponi $2$ da $4$ .

$2 (2) \frac{\sqrt{3}}{2}$

Passaggio 13.2.2

Elimina il fattore comune.

$2 \cdot 2 \frac{\sqrt{3}}{2}$

Passaggio 13.2.3

Riscrivi l'espressione.

$2 \sqrt{3}$

Passaggio 14

$x = \frac{π}{3}$ è un minimo locale perché il valore della derivata seconda è positivo. Ciò si definisce test della derivata seconda.

$x = \frac{π}{3}$ è un minimo locale

Passaggio 15

Trova il valore di y quando $x = \frac{π}{3}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.1

Sostituisci la variabile $x$ con $\frac{π}{3}$ nell'espressione.

$f (\frac{π}{3}) = 2 (\frac{π}{3}) - 4 \sin (\frac{π}{3})$

Passaggio 15.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.1.1

$2$ e $\frac{π}{3}$ .

$f (\frac{π}{3}) = \frac{2 π}{3} - 4 \sin (\frac{π}{3})$

Passaggio 15.2.1.2

Il valore esatto di $\sin (\frac{π}{3})$ è $\frac{\sqrt{3}}{2}$ .

$f (\frac{π}{3}) = \frac{2 π}{3} - 4 \frac{\sqrt{3}}{2}$

Passaggio 15.2.1.3

Elimina il fattore comune di $2$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 15.2.1.3.1

Scomponi $2$ da $- 4$ .

$f (\frac{π}{3}) = \frac{2 π}{3} + 2 (- 2) (\frac{\sqrt{3}}{2})$

Passaggio 15.2.1.3.2

Elimina il fattore comune.

$f (\frac{π}{3}) = \frac{2 π}{3} + 2 \cdot (- 2 \frac{\sqrt{3}}{2})$

Passaggio 15.2.1.3.3

Riscrivi l'espressione.

$f (\frac{π}{3}) = \frac{2 π}{3} - 2 \sqrt{3}$

Passaggio 15.2.2

La risposta finale è $\frac{2 π}{3} - 2 \sqrt{3}$ .

$y = \frac{2 π}{3} - 2 \sqrt{3}$

Passaggio 16

Calcola la derivata seconda per $x = \frac{5 π}{3}$ . Se la derivata seconda è positiva, allora si tratta di un minimo locale. Se è negativa, allora è un massimo locale.

$4 \sin (\frac{5 π}{3})$

Passaggio 17

Calcola la derivata seconda.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 17.1

Applica l'angolo di riferimento trovando l'angolo con valori trigonometrici equivalenti nel primo quadrante. Rendi negativa l'espressione, perché il seno è negativo nel quarto quadrante.

$4 (- \sin (\frac{π}{3}))$

Passaggio 17.2

Il valore esatto di $\sin (\frac{π}{3})$ è $\frac{\sqrt{3}}{2}$ .

$4 (- \frac{\sqrt{3}}{2})$

Passaggio 17.3

Elimina il fattore comune di $2$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 17.3.1

Sposta il negativo all'inizio di $- \frac{\sqrt{3}}{2}$ nel numeratore.

$4 \frac{- \sqrt{3}}{2}$

Passaggio 17.3.2

Scomponi $2$ da $4$ .

$2 (2) \frac{- \sqrt{3}}{2}$

Passaggio 17.3.3

Elimina il fattore comune.

$2 \cdot 2 \frac{- \sqrt{3}}{2}$

Passaggio 17.3.4

Riscrivi l'espressione.

$2 (- \sqrt{3})$

Passaggio 17.4

Moltiplica $- 1$ per $2$ .

$- 2 \sqrt{3}$

Passaggio 18

$x = \frac{5 π}{3}$ è un massimo locale perché il valore della derivata seconda è negativo. Ciò si definisce test della derivata seconda.

$x = \frac{5 π}{3}$ è un massimo locale

Passaggio 19

Trova il valore di y quando $x = \frac{5 π}{3}$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.1

Sostituisci la variabile $x$ con $\frac{5 π}{3}$ nell'espressione.

$f (\frac{5 π}{3}) = 2 (\frac{5 π}{3}) - 4 \sin (\frac{5 π}{3})$

Passaggio 19.2

Semplifica il risultato.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.2.1

Semplifica ciascun termine.

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.2.1.1

Moltiplica $2 (\frac{5 π}{3})$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.2.1.1.1

$2$ e $\frac{5 π}{3}$ .

$f (\frac{5 π}{3}) = \frac{2 (5 π)}{3} - 4 \sin (\frac{5 π}{3})$

Passaggio 19.2.1.1.2

Moltiplica $5$ per $2$ .

$f (\frac{5 π}{3}) = \frac{10 π}{3} - 4 \sin (\frac{5 π}{3})$

Passaggio 19.2.1.2

Applica l'angolo di riferimento trovando l'angolo con valori trigonometrici equivalenti nel primo quadrante. Rendi negativa l'espressione, perché il seno è negativo nel quarto quadrante.

$f (\frac{5 π}{3}) = \frac{10 π}{3} - 4 (- \sin (\frac{π}{3}))$

Passaggio 19.2.1.3

Il valore esatto di $\sin (\frac{π}{3})$ è $\frac{\sqrt{3}}{2}$ .

$f (\frac{5 π}{3}) = \frac{10 π}{3} - 4 (- \frac{\sqrt{3}}{2})$

Passaggio 19.2.1.4

Elimina il fattore comune di $2$ .

Tocca per altri passaggi...

Passaggio 19.2.1.4.1

Sposta il negativo all'inizio di $- \frac{\sqrt{3}}{2}$ nel numeratore.

$f (\frac{5 π}{3}) = \frac{10 π}{3} - 4 \frac{- \sqrt{3}}{2}$

Passaggio 19.2.1.4.2

Scomponi $2$ da $- 4$ .

$f (\frac{5 π}{3}) = \frac{10 π}{3} + 2 (- 2) (\frac{- \sqrt{3}}{2})$

Passaggio 19.2.1.4.3

Elimina il fattore comune.

$f (\frac{5 π}{3}) = \frac{10 π}{3} + 2 \cdot (- 2 \frac{- \sqrt{3}}{2})$

Passaggio 19.2.1.4.4

Riscrivi l'espressione.

$f (\frac{5 π}{3}) = \frac{10 π}{3} - 2 (- \sqrt{3})$

Passaggio 19.2.1.5

Moltiplica $- 1$ per $- 2$ .

$f (\frac{5 π}{3}) = \frac{10 π}{3} + 2 \sqrt{3}$

Passaggio 19.2.2

La risposta finale è $\frac{10 π}{3} + 2 \sqrt{3}$ .

$y = \frac{10 π}{3} + 2 \sqrt{3}$

Passaggio 20

Questi sono gli estremi locali per $f (x) = 2 x - 4 \sin (x)$ .

$(\frac{π}{3}, \frac{2 π}{3} - 2 \sqrt{3})$ è un minimo locale

$(\frac{5 π}{3}, \frac{10 π}{3} + 2 \sqrt{3})$ è un massimo locale

Passaggio 21