Álgebra Exemplos

$f (x) = \frac{1}{x^{2} + 1}$ , $g (x) = x^{- 6}$

Etapa 1

Estabeleça a função do resultado composto.

$f (g (x))$

Etapa 2

Avalie $f (x^{- 6})$ substituindo o valor de $g$ em $f$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{{(x^{- 6})}^{2} + 1}$

Etapa 3

Simplifique o denominador.

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Etapa 3.1

Multiplique os expoentes em ${(x^{- 6})}^{2}$ .

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Etapa 3.1.1

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{x^{- 6 \cdot 2} + 1}$

Etapa 3.1.2

Multiplique $- 6$ por $2$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{x^{- 12} + 1}$

Etapa 3.2

Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1}{x^{12}} + 1}$

Etapa 3.3

Reescreva $\frac{1}{x^{12}} + 1$ em uma forma fatorada.

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Etapa 3.3.1

Reescreva $1$ como $1^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1^{3}}{x^{12}} + 1}$

Etapa 3.3.2

Reescreva $x^{12}$ como ${(x^{4})}^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1^{3}}{{(x^{4})}^{3}} + 1}$

Etapa 3.3.3

Reescreva $\frac{1^{3}}{{(x^{4})}^{3}}$ como ${(\frac{1}{x^{4}})}^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{{(\frac{1}{x^{4}})}^{3} + 1}$

Etapa 3.3.4

Reescreva $1$ como $1^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{{(\frac{1}{x^{4}})}^{3} + 1^{3}}$

Etapa 3.3.5

Como os dois termos são cubos perfeitos, fatore usando a fórmula da soma de cubos, $a^{3} + b^{3} = (a + b) (a^{2} - a b + b^{2})$ em que $a = \frac{1}{x^{4}}$ e $b = 1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) ({(\frac{1}{x^{4}})}^{2} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Etapa 3.3.6

Simplifique.

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Etapa 3.3.6.1

Aplique a regra do produto a $\frac{1}{x^{4}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1^{2}}{{(x^{4})}^{2}} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Etapa 3.3.6.2

Um elevado a qualquer potência é um.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{{(x^{4})}^{2}} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Etapa 3.3.6.3

Multiplique os expoentes em ${(x^{4})}^{2}$ .

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Etapa 3.3.6.3.1

Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{x^{4 \cdot 2}} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Etapa 3.3.6.3.2

Multiplique $4$ por $2$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{x^{8}} - \frac{1}{x^{4}} \cdot 1 + 1^{2})}$

Etapa 3.3.6.4

Multiplique $- 1$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{x^{8}} - \frac{1}{x^{4}} + 1^{2})}$

Etapa 3.3.6.5

Um elevado a qualquer potência é um.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (\frac{1}{x^{8}} - \frac{1}{x^{4}} + 1)}$

Etapa 3.3.6.6

Reordene os termos.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + 1) (- \frac{1}{x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.4

Escreva $1$ como uma fração com um denominador comum.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{(\frac{1}{x^{4}} + \frac{x^{4}}{x^{4}}) (- \frac{1}{x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.5

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{1}{x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.6

Para escrever $- \frac{1}{x^{4}}$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{x^{4}}{x^{4}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{1}{x^{4}} \cdot \frac{x^{4}}{x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.7

Escreva cada expressão com um denominador comum de $x^{8}$ , multiplicando cada um por um fator apropriado de $1$ .

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Etapa 3.7.1

Multiplique $\frac{1}{x^{4}}$ por $\frac{x^{4}}{x^{4}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{x^{4}}{x^{4} x^{4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.7.2

Multiplique $x^{4}$ por $x^{4}$ somando os expoentes.

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Etapa 3.7.2.1

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{x^{4}}{x^{4 + 4}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.7.2.2

Some $4$ e $4$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (- \frac{x^{4}}{x^{8}} + \frac{1}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.8

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{- x^{4} + 1}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.9

Simplifique o numerador.

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Etapa 3.9.1

Reescreva $1$ como $1^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{- x^{4} + 1^{2}}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.9.2

Reescreva $x^{4}$ como ${(x^{2})}^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{- {(x^{2})}^{2} + 1^{2}}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.9.3

Reordene $- {(x^{2})}^{2}$ e $1^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{1^{2} - {(x^{2})}^{2}}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.9.4

Como os dois termos são quadrados perfeitos, fatore usando a fórmula da diferença de quadrados, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ em que $a = 1$ e $b = x^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{(1 + x^{2}) (1 - x^{2})}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.9.5

Simplifique.

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Etapa 3.9.5.1

Reescreva $1$ como $1^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{(1 + x^{2}) (1^{2} - x^{2})}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.9.5.2

Como os dois termos são quadrados perfeitos, fatore usando a fórmula da diferença de quadrados, $a^{2} - b^{2} = (a + b) (a - b)$ em que $a = 1$ e $b = x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{(1 + x^{2}) (1 + x) (1 - x)}{x^{8}} + 1)}$

Etapa 3.10

Escreva $1$ como uma fração com um denominador comum.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot (\frac{(1 + x^{2}) (1 + x) (1 - x)}{x^{8}} + \frac{x^{8}}{x^{8}})}$

Etapa 3.11

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x^{2}) (1 + x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12

Simplifique o numerador.

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Etapa 3.12.1

Expanda $(1 + x^{2}) (1 + x)$ usando o método FOIL.

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Etapa 3.12.1.1

Aplique a propriedade distributiva.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 (1 + x) + x^{2} (1 + x)) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.1.2

Aplique a propriedade distributiva.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 \cdot 1 + 1 x + x^{2} (1 + x)) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.1.3

Aplique a propriedade distributiva.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 \cdot 1 + 1 x + x^{2} \cdot 1 + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.2

Simplifique cada termo.

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Etapa 3.12.2.1

Multiplique $1$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + 1 x + x^{2} \cdot 1 + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.2.2

Multiplique $x$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} \cdot 1 + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.2.3

Multiplique $x^{2}$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.2.4

Multiplique $x^{2}$ por $x$ somando os expoentes.

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Etapa 3.12.2.4.1

Multiplique $x^{2}$ por $x$ .

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Etapa 3.12.2.4.1.1

Eleve $x$ à potência de $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} + x^{2} x) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.2.4.1.2

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} + x^{2 + 1}) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.2.4.2

Some $2$ e $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{(1 + x + x^{2} + x^{3}) (1 - x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.3

Expanda $(1 + x + x^{2} + x^{3}) (1 - x)$ multiplicando cada termo na primeira expressão por cada um dos termos na segunda expressão.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 \cdot 1 + 1 (- x) + x \cdot 1 + x (- x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4

Simplifique cada termo.

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Etapa 3.12.4.1

Multiplique $1$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 + 1 (- x) + x \cdot 1 + x (- x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.2

Multiplique $- x$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x \cdot 1 + x (- x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.3

Multiplique $x$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x + x (- x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.4

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x \cdot x + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.5

Multiplique $x$ por $x$ somando os expoentes.

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Etapa 3.12.4.5.1

Mova $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - (x \cdot x) + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.5.2

Multiplique $x$ por $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} \cdot 1 + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.6

Multiplique $x^{2}$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} + x^{2} (- x) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.7

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{2} x + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.8

Multiplique $x^{2}$ por $x$ somando os expoentes.

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Etapa 3.12.4.8.1

Mova $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - (x \cdot x^{2}) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.8.2

Multiplique $x$ por $x^{2}$ .

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Etapa 3.12.4.8.2.1

Eleve $x$ à potência de $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - (x \cdot x^{2}) + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.8.2.2

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{1 + 2} + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.8.3

Some $1$ e $2$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} \cdot 1 + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.9

Multiplique $x^{3}$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} + x^{3} (- x) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.10

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{3} x + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.11

Multiplique $x^{3}$ por $x$ somando os expoentes.

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Etapa 3.12.4.11.1

Mova $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - (x \cdot x^{3}) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.11.2

Multiplique $x$ por $x^{3}$ .

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Etapa 3.12.4.11.2.1

Eleve $x$ à potência de $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - (x \cdot x^{3}) + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.11.2.2

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{1 + 3} + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.4.11.3

Some $1$ e $3$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.5

Combine os termos opostos em $1 - x + x - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{4}$ .

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Etapa 3.12.5.1

Some $- x$ e $x$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 + 0 - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.5.2

Some $1$ e $0$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x^{2} + x^{2} - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.5.3

Some $- x^{2}$ e $x^{2}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 + 0 - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.5.4

Some $1$ e $0$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x^{3} + x^{3} - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.5.5

Some $- x^{3}$ e $x^{3}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 + 0 - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 3.12.5.6

Some $1$ e $0$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{1 + x^{4}}{x^{4}} \cdot \frac{1 - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}}$

Etapa 4

Multiplique $\frac{1 + x^{4}}{x^{4}}$ por $\frac{1 - x^{4} + x^{8}}{x^{8}}$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}{x^{4} x^{8}}}$

Etapa 5

Multiplique $x^{4}$ por $x^{8}$ somando os expoentes.

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Etapa 5.1

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}{x^{4 + 8}}}$

Etapa 5.2

Some $4$ e $8$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{1}{\frac{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}{x^{12}}}$

Etapa 6

Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.

$f (x^{- 6}) = 1 (\frac{x^{12}}{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})})$

Etapa 7

Multiplique $\frac{x^{12}}{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}$ por $1$ .

$f (x^{- 6}) = \frac{x^{12}}{(1 + x^{4}) (1 - x^{4} + x^{8})}$