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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.2
Avalie .
Etapa 1.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.2.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.2.2.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 1.2.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.2.3
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.2.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.5
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.6
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.7
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.8
Multiplique por .
Etapa 1.2.9
Multiplique por .
Etapa 1.3
Diferencie usando a regra da constante.
Etapa 1.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.3.2
Some e .
Etapa 2
Etapa 2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 2.3
Diferencie.
Etapa 2.3.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
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 2.3.5
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.3.6
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.3.7
Multiplique por .
Etapa 2.4
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.4.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.4.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 2.4.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.5
Diferencie.
Etapa 2.5.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.5.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.5.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.5.4
Multiplique por .
Etapa 2.5.5
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.5.6
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.5.7
Multiplique por .
Etapa 2.6
Eleve à potência de .
Etapa 2.7
Eleve à potência de .
Etapa 2.8
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.9
Some e .
Etapa 2.10
Simplifique.
Etapa 2.10.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.10.2
Remova os parênteses.
Etapa 2.10.3
Reordene os termos.
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
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.2
Avalie .
Etapa 4.1.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 4.1.2.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 4.1.2.2.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 4.1.2.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 4.1.2.3
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.2.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.5
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.6
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.7
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.8
Multiplique por .
Etapa 4.1.2.9
Multiplique por .
Etapa 4.1.3
Diferencie usando a regra da constante.
Etapa 4.1.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.3.2
Some e .
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
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 5.3
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 5.3.1
Defina como igual a .
Etapa 5.3.2
Resolva para .
Etapa 5.3.2.1
Obtenha o logaritmo natural dos dois lados da equação para remover a variável do expoente.
Etapa 5.3.2.2
Não é possível resolver a equação, porque é indefinida.
Indefinido
Etapa 5.3.2.3
Não há uma solução para
Nenhuma solução
Nenhuma solução
Nenhuma solução
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
Fatore o lado esquerdo da equação.
Etapa 5.4.2.1.1
Fatore de .
Etapa 5.4.2.1.1.1
Fatore de .
Etapa 5.4.2.1.1.2
Fatore de .
Etapa 5.4.2.1.1.3
Fatore de .
Etapa 5.4.2.1.2
Reescreva como .
Etapa 5.4.2.1.3
Fatore.
Etapa 5.4.2.1.3.1
Como os dois termos são quadrados perfeitos, fatore usando a fórmula da diferença de quadrados, em que e .
Etapa 5.4.2.1.3.2
Remova os parênteses desnecessários.
Etapa 5.4.2.2
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 5.4.2.3
Defina como igual a .
Etapa 5.4.2.4
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 5.4.2.4.1
Defina como igual a .
Etapa 5.4.2.4.2
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 5.4.2.5
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 5.4.2.5.1
Defina como igual a .
Etapa 5.4.2.5.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 5.4.2.6
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
Etapa 5.5
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
Simplifique cada termo.
Etapa 9.1.1.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.1.2
Multiplique por .
Etapa 9.1.1.3
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.1.4
Multiplique por .
Etapa 9.1.2
Some e .
Etapa 9.1.3
Qualquer coisa elevada a é .
Etapa 9.1.4
Multiplique por .
Etapa 9.1.5
Simplifique cada termo.
Etapa 9.1.5.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.5.2
Multiplique por .
Etapa 9.1.6
Subtraia de .
Etapa 9.1.7
Multiplique por .
Etapa 9.1.8
Simplifique cada termo.
Etapa 9.1.8.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.8.2
Multiplique por .
Etapa 9.1.8.3
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.8.4
Multiplique por .
Etapa 9.1.9
Some e .
Etapa 9.1.10
Qualquer coisa elevada a é .
Etapa 9.1.11
Multiplique por .
Etapa 9.1.12
Simplifique cada termo.
Etapa 9.1.12.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.12.2
Multiplique por .
Etapa 9.1.12.3
Multiplique por .
Etapa 9.1.13
Some e .
Etapa 9.1.14
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.15
Multiplique por .
Etapa 9.2
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
Simplifique cada termo.
Etapa 11.2.1.1
Simplifique cada termo.
Etapa 11.2.1.1.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 11.2.1.1.2
Multiplique por .
Etapa 11.2.1.1.3
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 11.2.1.1.4
Multiplique por .
Etapa 11.2.1.2
Some e .
Etapa 11.2.1.3
Qualquer coisa elevada a é .
Etapa 11.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 11.2.2
Subtraia de .
Etapa 11.2.3
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
Simplifique cada termo.
Etapa 13.1.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.1.2
Multiplique por .
Etapa 13.1.1.3
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.1.4
Multiplique por .
Etapa 13.1.2
Subtraia de .
Etapa 13.1.3
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 13.1.4
Combine e .
Etapa 13.1.5
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 13.1.6
Simplifique cada termo.
Etapa 13.1.6.1
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.6.2
Multiplique por .
Etapa 13.1.7
Subtraia de .
Etapa 13.1.8
Multiplique .
Etapa 13.1.8.1
Multiplique por .
Etapa 13.1.8.2
Combine e .
Etapa 13.1.8.3
Multiplique por .
Etapa 13.1.9
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 13.1.10
Substitua por uma aproximação.
Etapa 13.1.11
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.12
Divida por .
Etapa 13.1.13
Multiplique por .
Etapa 13.1.14
Simplifique cada termo.
Etapa 13.1.14.1
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.14.2
Multiplique por .
Etapa 13.1.14.3
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.14.4
Multiplique por .
Etapa 13.1.15
Subtraia de .
Etapa 13.1.16
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 13.1.17
Combine e .
Etapa 13.1.18
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 13.1.19
Simplifique cada termo.
Etapa 13.1.19.1
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.19.2
Multiplique por .
Etapa 13.1.19.3
Multiplique por .
Etapa 13.1.20
Some e .
Etapa 13.1.21
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 13.1.22
Multiplique .
Etapa 13.1.22.1
Multiplique por .
Etapa 13.1.22.2
Multiplique por .
Etapa 13.2
Some e .
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 cada termo.
Etapa 15.2.1.1
Simplifique cada termo.
Etapa 15.2.1.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 15.2.1.1.2
Multiplique por .
Etapa 15.2.1.1.3
Eleve à potência de .
Etapa 15.2.1.1.4
Multiplique por .
Etapa 15.2.1.2
Subtraia de .
Etapa 15.2.1.3
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 15.2.1.4
Combine e .
Etapa 15.2.1.5
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 15.2.2
A resposta final é .
Etapa 16
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 17
Etapa 17.1
Simplifique cada termo.
Etapa 17.1.1
Simplifique cada termo.
Etapa 17.1.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 17.1.1.2
Multiplique por .
Etapa 17.1.1.3
Eleve à potência de .
Etapa 17.1.1.4
Multiplique por .
Etapa 17.1.2
Subtraia de .
Etapa 17.1.3
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 17.1.4
Combine e .
Etapa 17.1.5
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 17.1.6
Simplifique cada termo.
Etapa 17.1.6.1
Eleve à potência de .
Etapa 17.1.6.2
Multiplique por .
Etapa 17.1.7
Subtraia de .
Etapa 17.1.8
Multiplique .
Etapa 17.1.8.1
Multiplique por .
Etapa 17.1.8.2
Combine e .
Etapa 17.1.8.3
Multiplique por .
Etapa 17.1.9
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 17.1.10
Substitua por uma aproximação.
Etapa 17.1.11
Eleve à potência de .
Etapa 17.1.12
Divida por .
Etapa 17.1.13
Multiplique por .
Etapa 17.1.14
Simplifique cada termo.
Etapa 17.1.14.1
Eleve à potência de .
Etapa 17.1.14.2
Multiplique por .
Etapa 17.1.14.3
Eleve à potência de .
Etapa 17.1.14.4
Multiplique por .
Etapa 17.1.15
Subtraia de .
Etapa 17.1.16
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 17.1.17
Combine e .
Etapa 17.1.18
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 17.1.19
Simplifique cada termo.
Etapa 17.1.19.1
Eleve à potência de .
Etapa 17.1.19.2
Multiplique por .
Etapa 17.1.19.3
Multiplique por .
Etapa 17.1.20
Subtraia de .
Etapa 17.1.21
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 17.1.22
Multiplique .
Etapa 17.1.22.1
Multiplique por .
Etapa 17.1.22.2
Multiplique por .
Etapa 17.2
Some e .
Etapa 18
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 19
Etapa 19.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 19.2
Simplifique o resultado.
Etapa 19.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 19.2.1.1
Simplifique cada termo.
Etapa 19.2.1.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 19.2.1.1.2
Multiplique por .
Etapa 19.2.1.1.3
Eleve à potência de .
Etapa 19.2.1.1.4
Multiplique por .
Etapa 19.2.1.2
Subtraia de .
Etapa 19.2.1.3
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 19.2.1.4
Combine e .
Etapa 19.2.1.5
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 19.2.2
A resposta final é .
Etapa 20
Esses são os extremos locais para .
é um mínimo local
é um máximo local
é um máximo local
Etapa 21