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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Escreva como uma função.
Etapa 2
Etapa 2.1
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.3
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.4
Combine e .
Etapa 2.5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.6
Simplifique o numerador.
Etapa 2.6.1
Multiplique por .
Etapa 2.6.2
Subtraia de .
Etapa 2.7
Combine frações.
Etapa 2.7.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.7.2
Combine e .
Etapa 2.7.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.7.4
Combine e .
Etapa 2.8
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.9
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.10
Some e .
Etapa 2.11
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.12
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.13
Combine frações.
Etapa 2.13.1
Multiplique por .
Etapa 2.13.2
Combine e .
Etapa 2.13.3
Simplifique a expressão.
Etapa 2.13.3.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.13.3.2
Reescreva como .
Etapa 2.13.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.14
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.15
Multiplique por .
Etapa 2.16
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.17
Combine e .
Etapa 2.18
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.19
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.19.1
Mova .
Etapa 2.19.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.19.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.19.4
Some e .
Etapa 2.19.5
Divida por .
Etapa 2.20
Simplifique .
Etapa 2.21
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.22
Simplifique.
Etapa 2.22.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.22.2
Simplifique o numerador.
Etapa 2.22.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.22.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 2.22.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 2.22.2.2
Subtraia de .
Etapa 2.22.3
Fatore de .
Etapa 2.22.3.1
Fatore de .
Etapa 2.22.3.2
Fatore de .
Etapa 2.22.3.3
Fatore de .
Etapa 2.22.4
Fatore de .
Etapa 2.22.5
Reescreva como .
Etapa 2.22.6
Fatore de .
Etapa 2.22.7
Reescreva como .
Etapa 2.22.8
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 3
Etapa 3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 3.2
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 3.3
Diferencie.
Etapa 3.3.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 3.3.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 3.3.1.2
Multiplique .
Etapa 3.3.1.2.1
Combine e .
Etapa 3.3.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 3.3.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 3.3.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 3.3.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 3.3.5
Simplifique a expressão.
Etapa 3.3.5.1
Some e .
Etapa 3.3.5.2
Multiplique por .
Etapa 3.4
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 3.4.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 3.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 3.4.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 3.5
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 3.6
Combine e .
Etapa 3.7
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 3.8
Simplifique o numerador.
Etapa 3.8.1
Multiplique por .
Etapa 3.8.2
Subtraia de .
Etapa 3.9
Combine frações.
Etapa 3.9.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 3.9.2
Combine e .
Etapa 3.9.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 3.10
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 3.11
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 3.12
Some e .
Etapa 3.13
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 3.14
Multiplique.
Etapa 3.14.1
Multiplique por .
Etapa 3.14.2
Multiplique por .
Etapa 3.15
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 3.16
Combine frações.
Etapa 3.16.1
Multiplique por .
Etapa 3.16.2
Multiplique por .
Etapa 3.16.3
Reordene.
Etapa 3.16.3.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 3.16.3.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 3.17
Simplifique.
Etapa 3.17.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 3.17.2
Simplifique o numerador.
Etapa 3.17.2.1
Fatore de .
Etapa 3.17.2.1.1
Fatore de .
Etapa 3.17.2.1.2
Fatore de .
Etapa 3.17.2.1.3
Fatore de .
Etapa 3.17.2.2
Multiplique por .
Etapa 3.17.2.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 3.17.2.4
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 3.17.2.5
Combine e .
Etapa 3.17.2.6
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 3.17.2.7
Reescreva em uma forma fatorada.
Etapa 3.17.2.7.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 3.17.2.7.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 3.17.2.7.2.1
Mova .
Etapa 3.17.2.7.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 3.17.2.7.2.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 3.17.2.7.2.4
Some e .
Etapa 3.17.2.7.2.5
Divida por .
Etapa 3.17.2.7.3
Simplifique .
Etapa 3.17.2.7.4
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 3.17.2.7.5
Multiplique por .
Etapa 3.17.2.7.6
Multiplique por .
Etapa 3.17.2.7.7
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 3.17.2.7.8
Multiplique por .
Etapa 3.17.2.7.9
Subtraia de .
Etapa 3.17.2.7.10
Some e .
Etapa 3.17.3
Combine os termos.
Etapa 3.17.3.1
Combine e .
Etapa 3.17.3.2
Reescreva como um produto.
Etapa 3.17.3.3
Multiplique por .
Etapa 3.17.3.4
Multiplique por .
Etapa 3.17.3.5
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 3.17.3.5.1
Mova .
Etapa 3.17.3.5.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 3.17.3.5.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 3.17.3.5.4
Some e .
Etapa 3.17.4
Fatore de .
Etapa 3.17.5
Reescreva como .
Etapa 3.17.6
Fatore de .
Etapa 3.17.7
Reescreva como .
Etapa 3.17.8
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 3.17.9
Multiplique por .
Etapa 3.17.10
Multiplique por .
Etapa 4
Para encontrar os valores máximo local e mínimo local da função, defina a derivada como igual a e resolva.
Etapa 5
Etapa 5.1
Encontre a primeira derivada.
Etapa 5.1.1
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 5.1.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 5.1.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 5.1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 5.1.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 5.1.3
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 5.1.4
Combine e .
Etapa 5.1.5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 5.1.6
Simplifique o numerador.
Etapa 5.1.6.1
Multiplique por .
Etapa 5.1.6.2
Subtraia de .
Etapa 5.1.7
Combine frações.
Etapa 5.1.7.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 5.1.7.2
Combine e .
Etapa 5.1.7.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 5.1.7.4
Combine e .
Etapa 5.1.8
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 5.1.9
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 5.1.10
Some e .
Etapa 5.1.11
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 5.1.12
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 5.1.13
Combine frações.
Etapa 5.1.13.1
Multiplique por .
Etapa 5.1.13.2
Combine e .
Etapa 5.1.13.3
Simplifique a expressão.
Etapa 5.1.13.3.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 5.1.13.3.2
Reescreva como .
Etapa 5.1.13.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 5.1.14
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 5.1.15
Multiplique por .
Etapa 5.1.16
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 5.1.17
Combine e .
Etapa 5.1.18
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 5.1.19
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 5.1.19.1
Mova .
Etapa 5.1.19.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 5.1.19.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 5.1.19.4
Some e .
Etapa 5.1.19.5
Divida por .
Etapa 5.1.20
Simplifique .
Etapa 5.1.21
Mova para a esquerda de .
Etapa 5.1.22
Simplifique.
Etapa 5.1.22.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 5.1.22.2
Simplifique o numerador.
Etapa 5.1.22.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 5.1.22.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 5.1.22.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 5.1.22.2.2
Subtraia de .
Etapa 5.1.22.3
Fatore de .
Etapa 5.1.22.3.1
Fatore de .
Etapa 5.1.22.3.2
Fatore de .
Etapa 5.1.22.3.3
Fatore de .
Etapa 5.1.22.4
Fatore de .
Etapa 5.1.22.5
Reescreva como .
Etapa 5.1.22.6
Fatore de .
Etapa 5.1.22.7
Reescreva como .
Etapa 5.1.22.8
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 5.2
A primeira derivada de com relação a é .
Etapa 6
Etapa 6.1
Defina a primeira derivada como igual a .
Etapa 6.2
Defina o numerador como igual a zero.
Etapa 6.3
Resolva a equação para .
Etapa 6.3.1
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 6.3.1.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.3.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.3.1.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.3.1.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.3.1.2.1.2
Divida por .
Etapa 6.3.1.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.3.1.3.1
Divida por .
Etapa 6.3.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 7
Etapa 7.1
Aplique a regra para reescrever a exponenciação como um radical.
Etapa 7.2
Defina o denominador em como igual a para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 7.3
Resolva .
Etapa 7.3.1
Para remover o radical no lado esquerdo da equação, eleve ao cubo os dois lados da equação.
Etapa 7.3.2
Simplifique cada lado da equação.
Etapa 7.3.2.1
Use para reescrever como .
Etapa 7.3.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 7.3.2.2.1
Simplifique .
Etapa 7.3.2.2.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 7.3.2.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 7.3.2.2.1.3
Multiplique os expoentes em .
Etapa 7.3.2.2.1.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 7.3.2.2.1.3.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 7.3.2.2.1.3.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 7.3.2.2.1.3.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 7.3.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 7.3.2.3.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 7.3.3
Resolva .
Etapa 7.3.3.1
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 7.3.3.1.1
Divida cada termo em por .
Etapa 7.3.3.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 7.3.3.1.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 7.3.3.1.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 7.3.3.1.2.1.2
Divida por .
Etapa 7.3.3.1.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 7.3.3.1.3.1
Divida por .
Etapa 7.3.3.2
Defina como igual a .
Etapa 7.3.3.3
Resolva .
Etapa 7.3.3.3.1
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 7.3.3.3.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 7.3.3.3.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 7.3.3.3.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 7.3.3.3.2.2.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 7.3.3.3.2.2.2
Divida por .
Etapa 7.3.3.3.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 7.3.3.3.2.3.1
Divida por .
Etapa 8
Pontos críticos para avaliar.
Etapa 9
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 10
Etapa 10.1
Fatore de .
Etapa 10.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 10.2.1
Fatore de .
Etapa 10.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 10.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 10.3
Subtraia de .
Etapa 10.4
Simplifique o denominador.
Etapa 10.4.1
Multiplique por .
Etapa 10.4.2
Subtraia de .
Etapa 10.5
Simplifique a expressão.
Etapa 10.5.1
Multiplique por .
Etapa 10.5.2
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 11
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 12
Etapa 12.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 12.2
Simplifique o resultado.
Etapa 12.2.1
Multiplique por .
Etapa 12.2.2
Subtraia de .
Etapa 12.2.3
A resposta final é .
Etapa 13
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 14
Etapa 14.1
Simplifique a expressão.
Etapa 14.1.1
Multiplique por .
Etapa 14.1.2
Subtraia de .
Etapa 14.1.3
Reescreva como .
Etapa 14.1.4
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 14.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 14.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 14.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 14.3
Simplifique a expressão.
Etapa 14.3.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 14.3.2
Multiplique por .
Etapa 14.3.3
A expressão contém uma divisão por . A expressão é indefinida.
Indefinido
Etapa 14.4
A expressão contém uma divisão por . A expressão é indefinida.
Indefinido
Indefinido
Etapa 15
Etapa 15.1
Divida em intervalos separados em torno dos valores de que tornam a primeira derivada ou indefinida.
Etapa 15.2
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 15.2.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 15.2.2
Simplifique o resultado.
Etapa 15.2.2.1
Fatore de .
Etapa 15.2.2.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 15.2.2.2.1
Fatore de .
Etapa 15.2.2.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 15.2.2.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 15.2.2.3
Subtraia de .
Etapa 15.2.2.4
Simplifique o denominador.
Etapa 15.2.2.4.1
Subtraia de .
Etapa 15.2.2.4.2
Reescreva como .
Etapa 15.2.2.4.3
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 15.2.2.4.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 15.2.2.4.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 15.2.2.4.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 15.2.2.4.5
Eleve à potência de .
Etapa 15.2.2.5
Simplifique a expressão.
Etapa 15.2.2.5.1
Multiplique por .
Etapa 15.2.2.5.2
Divida por .
Etapa 15.2.2.5.3
Multiplique por .
Etapa 15.2.2.6
A resposta final é .
Etapa 15.3
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 15.3.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 15.3.2
Simplifique o resultado.
Etapa 15.3.2.1
Subtraia de .
Etapa 15.3.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 15.3.2.2.1
Multiplique por .
Etapa 15.3.2.2.2
Subtraia de .
Etapa 15.3.2.2.3
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 15.3.2.3
Simplifique.
Etapa 15.3.2.3.1
Multiplique por .
Etapa 15.3.2.3.2
Multiplique por .
Etapa 15.3.2.4
A resposta final é .
Etapa 15.4
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 15.4.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 15.4.2
Simplifique o resultado.
Etapa 15.4.2.1
Subtraia de .
Etapa 15.4.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 15.4.2.2.1
Multiplique por .
Etapa 15.4.2.2.2
Subtraia de .
Etapa 15.4.2.3
Multiplique por .
Etapa 15.4.2.4
A resposta final é .
Etapa 15.5
Como a primeira derivada mudou os sinais de positivo para negativo em torno de , então é um máximo local.
é um máximo local
Etapa 15.6
Como a primeira derivada não mudou os sinais em torno de , este não é um máximo local nem um mínimo local.
Não é um máximo nem um mínimo local
Etapa 15.7
Esses são os extremos locais para .
é um máximo local
é um máximo local
Etapa 16