Cálculo Exemplos

$y = \frac{x^{2}}{7 + x}$ , $(1, \frac{1}{8})$

Etapa 1

Encontre a primeira derivada e avalie em $x = 1$ e $y = \frac{1}{8}$ para encontrar a inclinação da reta tangente.

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Etapa 1.1

Diferencie usando a regra do quociente, que determina que $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ é $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ , em que $f (x) = x^{2}$ e $g (x) = 7 + x$ .

$\frac{(7 + x) \frac{d}{d x} [x^{2}] - x^{2} \frac{d}{d x} [7 + x]}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.2

Diferencie.

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Etapa 1.2.1

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 2$ .

$\frac{(7 + x) (2 x) - x^{2} \frac{d}{d x} [7 + x]}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.2.2

Mova $2$ para a esquerda de $7 + x$ .

$\frac{2 \cdot (7 + x) x - x^{2} \frac{d}{d x} [7 + x]}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.2.3

De acordo com a regra da soma, a derivada de $7 + x$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [7] + \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{2 (7 + x) x - x^{2} (\frac{d}{d x} [7] + \frac{d}{d x} [x])}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.2.4

Como $7$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $7$ em relação a $x$ é $0$ .

$\frac{2 (7 + x) x - x^{2} (0 + \frac{d}{d x} [x])}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.2.5

Some $0$ e $\frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{2 (7 + x) x - x^{2} \frac{d}{d x} [x]}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.2.6

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$\frac{2 (7 + x) x - x^{2} \cdot 1}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.2.7

Multiplique $- 1$ por $1$ .

$\frac{2 (7 + x) x - x^{2}}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.3

Simplifique.

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Etapa 1.3.1

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{(2 \cdot 7 + 2 x) x - x^{2}}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.3.2

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{2 \cdot 7 x + 2 x \cdot x - x^{2}}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.3.3

Simplifique o numerador.

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Etapa 1.3.3.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 1.3.3.1.1

Multiplique $2$ por $7$ .

$\frac{14 x + 2 x \cdot x - x^{2}}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.3.3.1.2

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

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Etapa 1.3.3.1.2.1

Mova $x$ .

$\frac{14 x + 2 (x \cdot x) - x^{2}}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.3.3.1.2.2

Multiplique $x$ por $x$ .

$\frac{14 x + 2 x^{2} - x^{2}}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.3.3.2

Subtraia $x^{2}$ de $2 x^{2}$ .

$\frac{14 x + x^{2}}{{(7 + x)}^{2}}$

Etapa 1.3.4

Reordene os termos.

$\frac{x^{2} + 14 x}{{(x + 7)}^{2}}$

Etapa 1.3.5

Fatore $x$ de $x^{2} + 14 x$ .

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Etapa 1.3.5.1

Fatore $x$ de $x^{2}$ .

$\frac{x \cdot x + 14 x}{{(x + 7)}^{2}}$

Etapa 1.3.5.2

Fatore $x$ de $14 x$ .

$\frac{x \cdot x + x \cdot 14}{{(x + 7)}^{2}}$

Etapa 1.3.5.3

Fatore $x$ de $x \cdot x + x \cdot 14$ .

$\frac{x (x + 14)}{{(x + 7)}^{2}}$

Etapa 1.4

Avalie a derivada em $x = 1$ .

$\frac{(1) ((1) + 14)}{{((1) + 7)}^{2}}$

Etapa 1.5

Simplifique.

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Etapa 1.5.1

Multiplique $1 + 14$ por $1$ .

$\frac{1 + 14}{{(1 + 7)}^{2}}$

Etapa 1.5.2

Simplifique o denominador.

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Etapa 1.5.2.1

Some $1$ e $7$ .

$\frac{1 + 14}{8^{2}}$

Etapa 1.5.2.2

Eleve $8$ à potência de $2$ .

$\frac{1 + 14}{64}$

Etapa 1.5.3

Some $1$ e $14$ .

$\frac{15}{64}$

Etapa 2

Substitua os valores de inclinação e ponto na fórmula do ponto-declividade e resolva $y$ .

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Etapa 2.1

Use a inclinação $\frac{15}{64}$ e um ponto determinado $(1, \frac{1}{8})$ para substituir $x_{1}$ e $y_{1}$ na forma do ponto-declividade $y - y_{1} = m (x - x_{1})$ , que é derivada da equação de inclinação $m = \frac{y_{2} - y_{1}}{x_{2} - x_{1}}$ .

$y - (\frac{1}{8}) = \frac{15}{64} \cdot (x - (1))$

Etapa 2.2

Simplifique a equação e mantenha-a na forma do ponto-declividade.

$y - \frac{1}{8} = \frac{15}{64} \cdot (x - 1)$

Etapa 2.3

Resolva $y$ .

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Etapa 2.3.1

Simplifique $\frac{15}{64} \cdot (x - 1)$ .

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Etapa 2.3.1.1

Reescreva.

$y - \frac{1}{8} = 0 + 0 + \frac{15}{64} \cdot (x - 1)$

Etapa 2.3.1.2

Simplifique somando os zeros.

$y - \frac{1}{8} = \frac{15}{64} \cdot (x - 1)$

Etapa 2.3.1.3

Aplique a propriedade distributiva.

$y - \frac{1}{8} = \frac{15}{64} x + \frac{15}{64} \cdot - 1$

Etapa 2.3.1.4

Combine $\frac{15}{64}$ e $x$ .

$y - \frac{1}{8} = \frac{15 x}{64} + \frac{15}{64} \cdot - 1$

Etapa 2.3.1.5

Multiplique $\frac{15}{64} \cdot - 1$ .

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Etapa 2.3.1.5.1

Combine $\frac{15}{64}$ e $- 1$ .

$y - \frac{1}{8} = \frac{15 x}{64} + \frac{15 \cdot - 1}{64}$

Etapa 2.3.1.5.2

Multiplique $15$ por $- 1$ .

$y - \frac{1}{8} = \frac{15 x}{64} + \frac{- 15}{64}$

Etapa 2.3.1.6

Mova o número negativo para a frente da fração.

$y - \frac{1}{8} = \frac{15 x}{64} - \frac{15}{64}$

Etapa 2.3.2

Mova todos os termos que não contêm $y$ para o lado direito da equação.

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Etapa 2.3.2.1

Some $\frac{1}{8}$ aos dois lados da equação.

$y = \frac{15 x}{64} - \frac{15}{64} + \frac{1}{8}$

Etapa 2.3.2.2

Para escrever $\frac{1}{8}$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{8}{8}$ .

$y = \frac{15 x}{64} - \frac{15}{64} + \frac{1}{8} \cdot \frac{8}{8}$

Etapa 2.3.2.3

Escreva cada expressão com um denominador comum de $64$ , multiplicando cada um por um fator apropriado de $1$ .

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Etapa 2.3.2.3.1

Multiplique $\frac{1}{8}$ por $\frac{8}{8}$ .

$y = \frac{15 x}{64} - \frac{15}{64} + \frac{8}{8 \cdot 8}$

Etapa 2.3.2.3.2

Multiplique $8$ por $8$ .

$y = \frac{15 x}{64} - \frac{15}{64} + \frac{8}{64}$

Etapa 2.3.2.4

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$y = \frac{15 x}{64} + \frac{- 15 + 8}{64}$

Etapa 2.3.2.5

Some $- 15$ e $8$ .

$y = \frac{15 x}{64} + \frac{- 7}{64}$

Etapa 2.3.2.6

Mova o número negativo para a frente da fração.

$y = \frac{15 x}{64} - \frac{7}{64}$

Etapa 2.3.3

Reordene os termos.

$y = \frac{15}{64} x - \frac{7}{64}$

Etapa 3