Cálculo Exemplos

$f (x) = 5 \sin (x) + 5 \cos (x)$ , $0 \leq x \leq 2 π$

Etapa 1

Encontre os pontos críticos.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1

Encontre a primeira derivada.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.1

Encontre a primeira derivada.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.1.1

De acordo com a regra da soma, a derivada de $5 \sin (x) + 5 \cos (x)$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [5 \sin (x)] + \frac{d}{d x} [5 \cos (x)]$ .

$\frac{d}{d x} [5 \sin (x)] + \frac{d}{d x} [5 \cos (x)]$

Etapa 1.1.1.2

Avalie $\frac{d}{d x} [5 \sin (x)]$ .

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Etapa 1.1.1.2.1

Como $5$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $5 \sin (x)$ em relação a $x$ é $5 \frac{d}{d x} [\sin (x)]$ .

$5 \frac{d}{d x} [\sin (x)] + \frac{d}{d x} [5 \cos (x)]$

Etapa 1.1.1.2.2

A derivada de $\sin (x)$ em relação a $x$ é $\cos (x)$ .

$5 \cos (x) + \frac{d}{d x} [5 \cos (x)]$

Etapa 1.1.1.3

Avalie $\frac{d}{d x} [5 \cos (x)]$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.1.1.3.1

Como $5$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $5 \cos (x)$ em relação a $x$ é $5 \frac{d}{d x} [\cos (x)]$ .

$5 \cos (x) + 5 \frac{d}{d x} [\cos (x)]$

Etapa 1.1.1.3.2

A derivada de $\cos (x)$ em relação a $x$ é $- \sin (x)$ .

$5 \cos (x) + 5 (- \sin (x))$

Etapa 1.1.1.3.3

Multiplique $- 1$ por $5$ .

$f' (x) = 5 \cos (x) - 5 \sin (x)$

Etapa 1.1.2

A primeira derivada de $f (x)$ com relação a $x$ é $5 \cos (x) - 5 \sin (x)$ .

$5 \cos (x) - 5 \sin (x)$

Etapa 1.2

Defina a primeira derivada como igual a $0$ e resolva a equação $5 \cos (x) - 5 \sin (x) = 0$ .

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Etapa 1.2.1

Defina a primeira derivada como igual a $0$ .

$5 \cos (x) - 5 \sin (x) = 0$

Etapa 1.2.2

Divida cada termo na equação por $\cos (x)$ .

$\frac{5 \cos (x)}{\cos (x)} + \frac{- 5 \sin (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

Etapa 1.2.3

Cancele o fator comum de $\cos (x)$ .

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Etapa 1.2.3.1

Cancele o fator comum.

$\frac{5 \cos (x)}{\cos (x)} + \frac{- 5 \sin (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

Etapa 1.2.3.2

Divida $5$ por $1$ .

$5 + \frac{- 5 \sin (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

Etapa 1.2.4

Separe as frações.

$5 + \frac{- 5}{1} \cdot \frac{\sin (x)}{\cos (x)} = \frac{0}{\cos (x)}$

Etapa 1.2.5

Converta de $\frac{\sin (x)}{\cos (x)}$ em $\tan (x)$ .

$5 + \frac{- 5}{1} \cdot \tan (x) = \frac{0}{\cos (x)}$

Etapa 1.2.6

Divida $- 5$ por $1$ .

$5 - 5 \tan (x) = \frac{0}{\cos (x)}$

Etapa 1.2.7

Separe as frações.

$5 - 5 \tan (x) = \frac{0}{1} \cdot \frac{1}{\cos (x)}$

Etapa 1.2.8

Converta de $\frac{1}{\cos (x)}$ em $\sec (x)$ .

$5 - 5 \tan (x) = \frac{0}{1} \cdot \sec (x)$

Etapa 1.2.9

Divida $0$ por $1$ .

$5 - 5 \tan (x) = 0 \sec (x)$

Etapa 1.2.10

Multiplique $0$ por $\sec (x)$ .

$5 - 5 \tan (x) = 0$

Etapa 1.2.11

Subtraia $5$ dos dois lados da equação.

$- 5 \tan (x) = - 5$

Etapa 1.2.12

Divida cada termo em $- 5 \tan (x) = - 5$ por $- 5$ e simplifique.

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Etapa 1.2.12.1

Divida cada termo em $- 5 \tan (x) = - 5$ por $- 5$ .

$\frac{- 5 \tan (x)}{- 5} = \frac{- 5}{- 5}$

Etapa 1.2.12.2

Simplifique o lado esquerdo.

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Etapa 1.2.12.2.1

Cancele o fator comum de $- 5$ .

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Etapa 1.2.12.2.1.1

Cancele o fator comum.

$\frac{- 5 \tan (x)}{- 5} = \frac{- 5}{- 5}$

Etapa 1.2.12.2.1.2

Divida $\tan (x)$ por $1$ .

$\tan (x) = \frac{- 5}{- 5}$

Etapa 1.2.12.3

Simplifique o lado direito.

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Etapa 1.2.12.3.1

Divida $- 5$ por $- 5$ .

$\tan (x) = 1$

Etapa 1.2.13

Obtenha a tangente inversa dos dois lados da equação para extrair $x$ de dentro da tangente.

$x = \arctan (1)$

Etapa 1.2.14

Simplifique o lado direito.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.2.14.1

O valor exato de $\arctan (1)$ é $\frac{π}{4}$ .

$x = \frac{π}{4}$

Etapa 1.2.15

A função da tangente é positiva no primeiro e no terceiro quadrantes. Para encontrar a segunda solução, some o ângulo de referência de $π$ para determinar a solução no quarto quadrante.

$x = π + \frac{π}{4}$

Etapa 1.2.16

Simplifique $π + \frac{π}{4}$ .

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Etapa 1.2.16.1

Para escrever $π$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{4}{4}$ .

$x = π \cdot \frac{4}{4} + \frac{π}{4}$

Etapa 1.2.16.2

Combine frações.

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Etapa 1.2.16.2.1

Combine $π$ e $\frac{4}{4}$ .

$x = \frac{π \cdot 4}{4} + \frac{π}{4}$

Etapa 1.2.16.2.2

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$x = \frac{π \cdot 4 + π}{4}$

Etapa 1.2.16.3

Simplifique o numerador.

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Etapa 1.2.16.3.1

Mova $4$ para a esquerda de $π$ .

$x = \frac{4 \cdot π + π}{4}$

Etapa 1.2.16.3.2

Some $4 π$ e $π$ .

$x = \frac{5 π}{4}$

Etapa 1.2.17

Encontre o período de $\tan (x)$ .

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Etapa 1.2.17.1

O período da função pode ser calculado ao usar $\frac{π}{| b |}$ .

$\frac{π}{| b |}$

Etapa 1.2.17.2

Substitua $b$ por $1$ na fórmula do período.

$\frac{π}{| 1 |}$

Etapa 1.2.17.3

O valor absoluto é a distância entre um número e zero. A distância entre $0$ e $1$ é $1$ .

$\frac{π}{1}$

Etapa 1.2.17.4

Divida $π$ por $1$ .

$π$

Etapa 1.2.18

O período da função $\tan (x)$ é $π$ . Portanto, os valores se repetirão a cada $π$ radianos nas duas direções.

$x = \frac{π}{4} + π n, \frac{5 π}{4} + π n$ , para qualquer número inteiro $n$

Etapa 1.3

Encontre os valores em que a derivada é indefinida.

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Etapa 1.3.1

O domínio da expressão consiste em todos os números reais, exceto quando a expressão é indefinida. Nesse caso, não existe um número real que torne a expressão indefinida.

Etapa 1.4

Avalie $5 \sin (x) + 5 \cos (x)$ em cada valor $x$ em que a derivada é $0$ ou indefinida.

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Etapa 1.4.1

Avalie em $x = \frac{π}{4}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.1.1

Substitua $\frac{π}{4}$ por $x$ .

$5 \sin (\frac{π}{4}) + 5 \cos (\frac{π}{4})$

Etapa 1.4.1.2

Simplifique.

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Etapa 1.4.1.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.1.2.1.1

O valor exato de $\sin (\frac{π}{4})$ é $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$5 \frac{\sqrt{2}}{2} + 5 \cos (\frac{π}{4})$

Etapa 1.4.1.2.1.2

Combine $5$ e $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$\frac{5 \sqrt{2}}{2} + 5 \cos (\frac{π}{4})$

Etapa 1.4.1.2.1.3

O valor exato de $\cos (\frac{π}{4})$ é $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$\frac{5 \sqrt{2}}{2} + 5 \frac{\sqrt{2}}{2}$

Etapa 1.4.1.2.1.4

Combine $5$ e $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$\frac{5 \sqrt{2}}{2} + \frac{5 \sqrt{2}}{2}$

Etapa 1.4.1.2.2

Simplifique os termos.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.1.2.2.1

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\frac{5 \sqrt{2} + 5 \sqrt{2}}{2}$

Etapa 1.4.1.2.2.2

Some $5 \sqrt{2}$ e $5 \sqrt{2}$ .

$\frac{10 \sqrt{2}}{2}$

Etapa 1.4.1.2.2.3

Cancele o fator comum de $10$ e $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.1.2.2.3.1

Fatore $2$ de $10 \sqrt{2}$ .

$\frac{2 (5 \sqrt{2})}{2}$

Etapa 1.4.1.2.2.3.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.1.2.2.3.2.1

Fatore $2$ de $2$ .

$\frac{2 (5 \sqrt{2})}{2 (1)}$

Etapa 1.4.1.2.2.3.2.2

Cancele o fator comum.

$\frac{2 (5 \sqrt{2})}{2 \cdot 1}$

Etapa 1.4.1.2.2.3.2.3

Reescreva a expressão.

$\frac{5 \sqrt{2}}{1}$

Etapa 1.4.1.2.2.3.2.4

Divida $5 \sqrt{2}$ por $1$ .

$5 \sqrt{2}$

Etapa 1.4.2

Avalie em $x = \frac{5 π}{4}$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.2.1

Substitua $\frac{5 π}{4}$ por $x$ .

$5 \sin (\frac{5 π}{4}) + 5 \cos (\frac{5 π}{4})$

Etapa 1.4.2.2

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.2.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.2.2.1.1

Aplique o ângulo de referência encontrando o ângulo com valores trigonométricos equivalentes no primeiro quadrante. Torne a expressão negativa, pois o seno é negativo no terceiro quadrante.

$5 (- \sin (\frac{π}{4})) + 5 \cos (\frac{5 π}{4})$

Etapa 1.4.2.2.1.2

O valor exato de $\sin (\frac{π}{4})$ é $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$5 (- \frac{\sqrt{2}}{2}) + 5 \cos (\frac{5 π}{4})$

Etapa 1.4.2.2.1.3

Multiplique $5 (- \frac{\sqrt{2}}{2})$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.2.2.1.3.1

Multiplique $- 1$ por $5$ .

$- 5 \frac{\sqrt{2}}{2} + 5 \cos (\frac{5 π}{4})$

Etapa 1.4.2.2.1.3.2

Combine $- 5$ e $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$\frac{- 5 \sqrt{2}}{2} + 5 \cos (\frac{5 π}{4})$

Etapa 1.4.2.2.1.4

Mova o número negativo para a frente da fração.

$- \frac{5 \sqrt{2}}{2} + 5 \cos (\frac{5 π}{4})$

Etapa 1.4.2.2.1.5

Aplique o ângulo de referência encontrando o ângulo com valores trigonométricos equivalentes no primeiro quadrante. Torne a expressão negativa, pois o cosseno é negativo no terceiro quadrante.

$- \frac{5 \sqrt{2}}{2} + 5 (- \cos (\frac{π}{4}))$

Etapa 1.4.2.2.1.6

O valor exato de $\cos (\frac{π}{4})$ é $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$- \frac{5 \sqrt{2}}{2} + 5 (- \frac{\sqrt{2}}{2})$

Etapa 1.4.2.2.1.7

Multiplique $5 (- \frac{\sqrt{2}}{2})$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.2.2.1.7.1

Multiplique $- 1$ por $5$ .

$- \frac{5 \sqrt{2}}{2} - 5 \frac{\sqrt{2}}{2}$

Etapa 1.4.2.2.1.7.2

Combine $- 5$ e $\frac{\sqrt{2}}{2}$ .

$- \frac{5 \sqrt{2}}{2} + \frac{- 5 \sqrt{2}}{2}$

Etapa 1.4.2.2.1.8

Mova o número negativo para a frente da fração.

$- \frac{5 \sqrt{2}}{2} - \frac{5 \sqrt{2}}{2}$

Etapa 1.4.2.2.2

Simplifique os termos.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.2.2.2.1

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\frac{- 5 \sqrt{2} - 5 \sqrt{2}}{2}$

Etapa 1.4.2.2.2.2

Subtraia $5 \sqrt{2}$ de $- 5 \sqrt{2}$ .

$\frac{- 10 \sqrt{2}}{2}$

Etapa 1.4.2.2.2.3

Cancele o fator comum de $- 10$ e $2$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.2.2.2.3.1

Fatore $2$ de $- 10 \sqrt{2}$ .

$\frac{2 (- 5 \sqrt{2})}{2}$

Etapa 1.4.2.2.2.3.2

Cancele os fatores comuns.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 1.4.2.2.2.3.2.1

Fatore $2$ de $2$ .

$\frac{2 (- 5 \sqrt{2})}{2 (1)}$

Etapa 1.4.2.2.2.3.2.2

Cancele o fator comum.

$\frac{2 (- 5 \sqrt{2})}{2 \cdot 1}$

Etapa 1.4.2.2.2.3.2.3

Reescreva a expressão.

$\frac{- 5 \sqrt{2}}{1}$

Etapa 1.4.2.2.2.3.2.4

Divida $- 5 \sqrt{2}$ por $1$ .

$- 5 \sqrt{2}$

Etapa 1.4.3

Liste todos os pontos.

$(\frac{π}{4} + 2 π n, 5 \sqrt{2}), (\frac{5 π}{4} + 2 π n, - 5 \sqrt{2})$ , para qualquer número inteiro $n$

Etapa 2

Exclua os pontos que não estão no intervalo.

$(\frac{π}{4}, 5 \sqrt{2}), (\frac{5 π}{4}, - 5 \sqrt{2})$

Etapa 3

Avalie nos pontos finais incluídos.

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Etapa 3.1

Avalie em $x = 0$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1.1

Substitua $0$ por $x$ .

$5 \sin (0) + 5 \cos (0)$

Etapa 3.1.2

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.1.2.1.1

O valor exato de $\sin (0)$ é $0$ .

$5 \cdot 0 + 5 \cos (0)$

Etapa 3.1.2.1.2

Multiplique $5$ por $0$ .

$0 + 5 \cos (0)$

Etapa 3.1.2.1.3

O valor exato de $\cos (0)$ é $1$ .

$0 + 5 \cdot 1$

Etapa 3.1.2.1.4

Multiplique $5$ por $1$ .

$0 + 5$

Etapa 3.1.2.2

Some $0$ e $5$ .

$5$

Etapa 3.2

Avalie em $x = 2 π$ .

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.2.1

Substitua $2 π$ por $x$ .

$5 \sin (2 π) + 5 \cos (2 π)$

Etapa 3.2.2

Simplifique.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.2.2.1

Simplifique cada termo.

Toque para ver mais passagens...

Etapa 3.2.2.1.1

Subtraia as rotações completas de $2 π$ até que o ângulo fique maior do que ou igual a $0$ e menor do que $2 π$ .

$5 \sin (0) + 5 \cos (2 π)$

Etapa 3.2.2.1.2

O valor exato de $\sin (0)$ é $0$ .

$5 \cdot 0 + 5 \cos (2 π)$

Etapa 3.2.2.1.3

Multiplique $5$ por $0$ .

$0 + 5 \cos (2 π)$

Etapa 3.2.2.1.4

Subtraia as rotações completas de $2 π$ até que o ângulo fique maior do que ou igual a $0$ e menor do que $2 π$ .

$0 + 5 \cos (0)$

Etapa 3.2.2.1.5

O valor exato de $\cos (0)$ é $1$ .

$0 + 5 \cdot 1$

Etapa 3.2.2.1.6

Multiplique $5$ por $1$ .

$0 + 5$

Etapa 3.2.2.2

Some $0$ e $5$ .

$5$

Etapa 3.3

Liste todos os pontos.

$(0, 5), (2 π, 5)$

Etapa 4

Compare os valores de $f (x)$ encontrados para cada valor de $x$ para determinar o máximo e mínimo absolutos no intervalo determinado. O máximo ocorrerá no valor mais alto de $f (x)$ , e o mínimo ocorrerá no valor mais baixo de $f (x)$ .

Máximo absoluto: $(\frac{π}{4}, 5 \sqrt{2})$

Mínimo absoluto: $(\frac{5 π}{4}, - 5 \sqrt{2})$

Etapa 5