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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 1.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.2.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 1.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.3
Diferencie.
Etapa 1.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.3.3
Multiplique por .
Etapa 1.4
Eleve à potência de .
Etapa 1.5
Eleve à potência de .
Etapa 1.6
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.7
Simplifique a expressão.
Etapa 1.7.1
Some e .
Etapa 1.7.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.8
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.9
Multiplique por .
Etapa 1.10
Simplifique.
Etapa 1.10.1
Reordene os termos.
Etapa 1.10.2
Reordene os fatores em .
Etapa 2
Etapa 2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.2
Avalie .
Etapa 2.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.2
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2.3
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2.3.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.2.3.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 2.2.3.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.2.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.5
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.6
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.7
Multiplique por .
Etapa 2.2.8
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.2.8.1
Mova .
Etapa 2.2.8.2
Multiplique por .
Etapa 2.2.8.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.2.8.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.2.8.3
Some e .
Etapa 2.2.9
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.3
Avalie .
Etapa 2.3.1
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.3.1.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.3.1.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 2.3.1.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.3.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.3.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.3.4
Multiplique por .
Etapa 2.4
Simplifique.
Etapa 2.4.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.4.2
Combine os termos.
Etapa 2.4.2.1
Multiplique por .
Etapa 2.4.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.4.2.3
Mova .
Etapa 2.4.2.4
Subtraia de .
Etapa 2.4.3
Reordene os termos.
Etapa 2.4.4
Reordene os fatores em .
Etapa 3
Para encontrar os valores máximo local e mínimo local da função, defina a derivada como igual a e resolva.
Etapa 4
Etapa 4.1
Encontre a primeira derivada.
Etapa 4.1.1
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 4.1.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 4.1.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 4.1.2.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 4.1.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 4.1.3
Diferencie.
Etapa 4.1.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.3.3
Multiplique por .
Etapa 4.1.4
Eleve à potência de .
Etapa 4.1.5
Eleve à potência de .
Etapa 4.1.6
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 4.1.7
Simplifique a expressão.
Etapa 4.1.7.1
Some e .
Etapa 4.1.7.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 4.1.8
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.9
Multiplique por .
Etapa 4.1.10
Simplifique.
Etapa 4.1.10.1
Reordene os termos.
Etapa 4.1.10.2
Reordene os fatores em .
Etapa 4.2
A primeira derivada de com relação a é .
Etapa 5
Etapa 5.1
Defina a primeira derivada como igual a .
Etapa 5.2
Fatore o lado esquerdo da equação.
Etapa 5.2.1
Fatore de .
Etapa 5.2.1.1
Fatore de .
Etapa 5.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 5.2.1.3
Fatore de .
Etapa 5.2.2
Reescreva como .
Etapa 5.2.3
Reescreva como .
Etapa 5.2.4
Reordene e .
Etapa 5.2.5
Como os dois termos são quadrados perfeitos, fatore usando a fórmula da diferença de quadrados, em que e .
Etapa 5.2.6
Fatore.
Etapa 5.2.6.1
Multiplique por .
Etapa 5.2.6.2
Remova os parênteses desnecessários.
Etapa 5.3
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 5.4
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 5.4.1
Defina como igual a .
Etapa 5.4.2
Resolva para .
Etapa 5.4.2.1
Obtenha o logaritmo natural dos dois lados da equação para remover a variável do expoente.
Etapa 5.4.2.2
Não é possível resolver a equação, porque é indefinida.
Indefinido
Etapa 5.4.2.3
Não há uma solução para
Nenhuma solução
Nenhuma solução
Nenhuma solução
Etapa 5.5
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 5.5.1
Defina como igual a .
Etapa 5.5.2
Resolva para .
Etapa 5.5.2.1
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 5.5.2.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.5.2.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.5.2.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.5.2.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.5.2.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.5.2.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 5.5.2.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.5.2.2.3.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 5.6
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 5.6.1
Defina como igual a .
Etapa 5.6.2
Resolva para .
Etapa 5.6.2.1
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 5.6.2.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.6.2.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.6.2.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.6.2.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.6.2.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.6.2.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 5.6.2.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.6.2.2.3.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 5.7
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
Etapa 6
Etapa 6.1
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 7
Pontos críticos para avaliar.
Etapa 8
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 9
Etapa 9.1
Simplifique cada termo.
Etapa 9.1.1
Use a regra da multiplicação de potências para distribuir o expoente.
Etapa 9.1.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.1.2
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.3
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 9.1.4
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.5
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.5.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 9.1.5.2
Fatore de .
Etapa 9.1.5.3
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.5.4
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.6
Multiplique por .
Etapa 9.1.7
Use a regra da multiplicação de potências para distribuir o expoente.
Etapa 9.1.7.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.7.2
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.8
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.9
Multiplique por .
Etapa 9.1.10
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 9.1.11
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.12
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.12.1
Fatore de .
Etapa 9.1.12.2
Fatore de .
Etapa 9.1.12.3
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.12.4
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.13
Reescreva como .
Etapa 9.1.14
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 9.1.15
Combine e .
Etapa 9.1.16
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 9.1.17
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.17.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 9.1.17.2
Fatore de .
Etapa 9.1.17.3
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.17.4
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.18
Multiplique por .
Etapa 9.1.19
Use a regra da multiplicação de potências para distribuir o expoente.
Etapa 9.1.19.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.19.2
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.20
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.21
Multiplique por .
Etapa 9.1.22
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 9.1.23
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.24
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.24.1
Fatore de .
Etapa 9.1.24.2
Fatore de .
Etapa 9.1.24.3
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.24.4
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.25
Reescreva como .
Etapa 9.1.26
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 9.1.27
Combine e .
Etapa 9.2
Combine frações.
Etapa 9.2.1
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 9.2.2
Some e .
Etapa 10
é um mínimo local, porque o valor da segunda derivada é positivo. Isso é conhecido como teste da segunda derivada.
é um mínimo local
Etapa 11
Etapa 11.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.2
Simplifique o resultado.
Etapa 11.2.1
Use a regra da multiplicação de potências para distribuir o expoente.
Etapa 11.2.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 11.2.1.2
Aplique a regra do produto a .
Etapa 11.2.2
Simplifique a expressão.
Etapa 11.2.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 11.2.2.2
Multiplique por .
Etapa 11.2.2.3
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 11.2.2.4
Eleve à potência de .
Etapa 11.2.3
Cancele o fator comum de .
Etapa 11.2.3.1
Fatore de .
Etapa 11.2.3.2
Fatore de .
Etapa 11.2.3.3
Cancele o fator comum.
Etapa 11.2.3.4
Reescreva a expressão.
Etapa 11.2.4
Reescreva como .
Etapa 11.2.5
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 11.2.6
Multiplique por .
Etapa 11.2.7
Mova para a esquerda de .
Etapa 11.2.8
A resposta final é .
Etapa 12
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 13
Etapa 13.1
Simplifique cada termo.
Etapa 13.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 13.1.2
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 13.1.3
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 13.1.4.1
Fatore de .
Etapa 13.1.4.2
Cancele o fator comum.
Etapa 13.1.4.3
Reescreva a expressão.
Etapa 13.1.5
Aplique a regra do produto a .
Etapa 13.1.6
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 13.1.7
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.8
Cancele o fator comum de .
Etapa 13.1.8.1
Fatore de .
Etapa 13.1.8.2
Fatore de .
Etapa 13.1.8.3
Cancele o fator comum.
Etapa 13.1.8.4
Reescreva a expressão.
Etapa 13.1.9
Reescreva como .
Etapa 13.1.10
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 13.1.11
Combine e .
Etapa 13.1.12
Cancele o fator comum de .
Etapa 13.1.12.1
Fatore de .
Etapa 13.1.12.2
Cancele o fator comum.
Etapa 13.1.12.3
Reescreva a expressão.
Etapa 13.1.13
Aplique a regra do produto a .
Etapa 13.1.14
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 13.1.15
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.16
Cancele o fator comum de .
Etapa 13.1.16.1
Fatore de .
Etapa 13.1.16.2
Fatore de .
Etapa 13.1.16.3
Cancele o fator comum.
Etapa 13.1.16.4
Reescreva a expressão.
Etapa 13.1.17
Reescreva como .
Etapa 13.1.18
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 13.1.19
Combine e .
Etapa 13.1.20
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 13.2
Combine frações.
Etapa 13.2.1
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 13.2.2
Simplifique a expressão.
Etapa 13.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 13.2.2.2
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 14
é um máximo local, porque o valor da segunda derivada é negativo. Isso é conhecido como teste da segunda derivada.
é um máximo local
Etapa 15
Etapa 15.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 15.2
Simplifique o resultado.
Etapa 15.2.1
Simplifique a expressão.
Etapa 15.2.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 15.2.1.2
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 15.2.1.3
Eleve à potência de .
Etapa 15.2.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 15.2.2.1
Fatore de .
Etapa 15.2.2.2
Fatore de .
Etapa 15.2.2.3
Cancele o fator comum.
Etapa 15.2.2.4
Reescreva a expressão.
Etapa 15.2.3
Reescreva como .
Etapa 15.2.4
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 15.2.5
Combine.
Etapa 15.2.6
Multiplique por .
Etapa 15.2.7
A resposta final é .
Etapa 16
Esses são os extremos locais para .
é um mínimo local
é um máximo local
Etapa 17