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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
Diferencie.
Etapa 1.1.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.1.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2
Avalie .
Etapa 1.2.1
Use para reescrever como .
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 da multiplicação de potências, 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
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.6
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.7
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 1.2.8
Combine e .
Etapa 1.2.9
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 1.2.10
Simplifique o numerador.
Etapa 1.2.10.1
Multiplique por .
Etapa 1.2.10.2
Subtraia de .
Etapa 1.2.11
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 1.2.12
Multiplique por .
Etapa 1.2.13
Subtraia de .
Etapa 1.2.14
Combine e .
Etapa 1.2.15
Combine e .
Etapa 1.2.16
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.2.17
Reescreva como .
Etapa 1.2.18
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 1.2.19
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2
Etapa 2.1
Diferencie.
Etapa 2.1.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.1.2
Como é constante em relação a , a derivada de em 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
Reescreva como .
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 da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.3.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.2.4
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2.4.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.2.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.4.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.2.5
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.2.6
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.7
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.8
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.9
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.2.9.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.2.9.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 2.2.9.2.1
Fatore de .
Etapa 2.2.9.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 2.2.9.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 2.2.10
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.2.11
Combine e .
Etapa 2.2.12
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.2.13
Simplifique o numerador.
Etapa 2.2.13.1
Multiplique por .
Etapa 2.2.13.2
Subtraia de .
Etapa 2.2.14
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.2.15
Multiplique por .
Etapa 2.2.16
Subtraia de .
Etapa 2.2.17
Combine e .
Etapa 2.2.18
Combine e .
Etapa 2.2.19
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.2.20
Reescreva como .
Etapa 2.2.21
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.2.22
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.2.23
Multiplique por .
Etapa 2.2.24
Multiplique por .
Etapa 2.2.25
Combine e .
Etapa 2.2.26
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.2.27
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.2.27.1
Mova .
Etapa 2.2.27.2
Multiplique por .
Etapa 2.2.27.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.2.27.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.2.27.3
Escreva como uma fração com um denominador comum.
Etapa 2.2.27.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.2.27.5
Some e .
Etapa 2.2.28
Multiplique por .
Etapa 2.2.29
Multiplique por .
Etapa 2.3
Subtraia de .
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.
Etapa 4.1.1.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.1.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2
Avalie .
Etapa 4.1.2.1
Use para reescrever como .
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 da multiplicação de potências, 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
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.6
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.7
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 4.1.2.8
Combine e .
Etapa 4.1.2.9
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 4.1.2.10
Simplifique o numerador.
Etapa 4.1.2.10.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.2.10.2
Subtraia de .
Etapa 4.1.2.11
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 4.1.2.12
Multiplique por .
Etapa 4.1.2.13
Subtraia de .
Etapa 4.1.2.14
Combine e .
Etapa 4.1.2.15
Combine e .
Etapa 4.1.2.16
Mova para a esquerda de .
Etapa 4.1.2.17
Reescreva como .
Etapa 4.1.2.18
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 4.1.2.19
Mova o número negativo para a frente da fração.
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
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 5.3
Encontre o MMC dos termos na equação.
Etapa 5.3.1
Encontrar o MMC de uma lista de valores é o mesmo que encontrar o MMC dos denominadores desses valores.
Etapa 5.3.2
O MMC de um e qualquer expressão é a expressão.
Etapa 5.4
Multiplique cada termo em por para eliminar as frações.
Etapa 5.4.1
Multiplique cada termo em por .
Etapa 5.4.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.4.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.4.2.1.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 5.4.2.1.2
Cancele o fator comum.
Etapa 5.4.2.1.3
Reescreva a expressão.
Etapa 5.4.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.4.3.1
Multiplique por .
Etapa 5.5
Resolva a equação.
Etapa 5.5.1
Reescreva a equação como .
Etapa 5.5.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.5.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.5.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.5.2.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.5.2.2.2
Divida por .
Etapa 5.5.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.5.2.3.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 5.5.3
Eleve cada lado da equação à potência de para eliminar o expoente fracionário no lado esquerdo.
Etapa 5.5.4
Simplifique o expoente.
Etapa 5.5.4.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.5.4.1.1
Simplifique .
Etapa 5.5.4.1.1.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 5.5.4.1.1.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 5.5.4.1.1.1.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.5.4.1.1.1.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.5.4.1.1.1.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.5.4.1.1.2
Simplifique.
Etapa 5.5.4.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.5.4.2.1
Simplifique .
Etapa 5.5.4.2.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 5.5.4.2.1.2
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 5.5.4.2.1.3
Eleve à potência de .
Etapa 5.5.5
Resolva .
Etapa 5.5.5.1
Mova todos os termos que não contêm para o lado direito da equação.
Etapa 5.5.5.1.1
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 5.5.5.1.2
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 5.5.5.1.3
Combine e .
Etapa 5.5.5.1.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 5.5.5.1.5
Simplifique o numerador.
Etapa 5.5.5.1.5.1
Multiplique por .
Etapa 5.5.5.1.5.2
Subtraia de .
Etapa 5.5.5.1.6
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 5.5.5.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.5.5.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.5.5.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.5.5.2.2.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 5.5.5.2.2.2
Divida por .
Etapa 5.5.5.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.5.5.2.3.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 5.5.5.2.3.2
Divida por .
Etapa 6
Etapa 6.1
Converta expressões com expoentes fracionários em radicais.
Etapa 6.1.1
Aplique a regra para reescrever a exponenciação como um radical.
Etapa 6.1.2
Qualquer número elevado a é a própria base.
Etapa 6.2
Defina o denominador em como igual a para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 6.3
Resolva .
Etapa 6.3.1
Para remover o radical no lado esquerdo da equação, eleve ao quadrado os dois lados da equação.
Etapa 6.3.2
Simplifique cada lado da equação.
Etapa 6.3.2.1
Use para reescrever como .
Etapa 6.3.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.3.2.2.1
Simplifique .
Etapa 6.3.2.2.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 6.3.2.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 6.3.2.2.1.3
Multiplique os expoentes em .
Etapa 6.3.2.2.1.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 6.3.2.2.1.3.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.3.2.2.1.3.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.3.2.2.1.3.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 6.3.2.2.1.4
Simplifique.
Etapa 6.3.2.2.1.5
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 6.3.2.2.1.6
Multiplique.
Etapa 6.3.2.2.1.6.1
Multiplique por .
Etapa 6.3.2.2.1.6.2
Multiplique por .
Etapa 6.3.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.3.2.3.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 6.3.3
Resolva .
Etapa 6.3.3.1
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 6.3.3.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 6.3.3.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.3.3.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.3.3.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.3.3.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.3.3.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 6.3.3.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.3.3.2.3.1
Divida por .
Etapa 6.4
Defina o radicando em como menor do que para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 6.5
Resolva .
Etapa 6.5.1
Subtraia dos dois lados da desigualdade.
Etapa 6.5.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 6.5.2.1
Divida cada termo em por . Ao multiplicar ou dividir os dois lados de uma desigualdade por um valor negativo, inverta a direção do sinal de desigualdade.
Etapa 6.5.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.5.2.2.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 6.5.2.2.2
Divida por .
Etapa 6.5.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.5.2.3.1
Divida por .
Etapa 6.6
A equação é indefinida quando o denominador é igual a , o argumento de uma raiz quadrada é menor do que ou o argumento de um logaritmo é menor do que ou igual a .
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 o denominador.
Etapa 9.1.1
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 9.1.2
Combine e .
Etapa 9.1.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 9.1.4
Simplifique o numerador.
Etapa 9.1.4.1
Multiplique por .
Etapa 9.1.4.2
Subtraia de .
Etapa 9.1.5
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.6
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 9.1.7
Simplifique o denominador.
Etapa 9.1.7.1
Reescreva como .
Etapa 9.1.7.2
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 9.1.7.3
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.7.3.1
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.7.3.2
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.7.4
Eleve à potência de .
Etapa 9.2
Simplifique os termos.
Etapa 9.2.1
Combine e .
Etapa 9.2.2
Cancele o fator comum de e .
Etapa 9.2.2.1
Fatore de .
Etapa 9.2.2.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 9.2.2.2.1
Fatore de .
Etapa 9.2.2.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 9.2.2.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 9.3
Multiplique o numerador pelo inverso do denominador.
Etapa 9.4
Multiplique .
Etapa 9.4.1
Multiplique por .
Etapa 9.4.2
Multiplique por .
Etapa 10
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 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
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 11.2.1.2
Combine e .
Etapa 11.2.1.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 11.2.1.4
Simplifique o numerador.
Etapa 11.2.1.4.1
Multiplique por .
Etapa 11.2.1.4.2
Subtraia de .
Etapa 11.2.1.5
Reescreva como .
Etapa 11.2.1.6
Qualquer raiz de é .
Etapa 11.2.1.7
Simplifique o denominador.
Etapa 11.2.1.7.1
Reescreva como .
Etapa 11.2.1.7.2
Elimine os termos abaixo do radical, presumindo que sejam números reais positivos.
Etapa 11.2.2
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 11.2.3
Escreva cada expressão com um denominador comum de , multiplicando cada um por um fator apropriado de .
Etapa 11.2.3.1
Multiplique por .
Etapa 11.2.3.2
Multiplique por .
Etapa 11.2.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 11.2.5
Some e .
Etapa 11.2.6
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 a expressão.
Etapa 13.1.1
Multiplique por .
Etapa 13.1.2
Subtraia de .
Etapa 13.1.3
Reescreva como .
Etapa 13.1.4
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 13.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 13.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 13.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 13.3
Simplifique a expressão.
Etapa 13.3.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 13.3.2
Multiplique por .
Etapa 13.3.3
A expressão contém uma divisão por . A expressão é indefinida.
Indefinido
Etapa 13.4
A expressão contém uma divisão por . A expressão é indefinida.
Indefinido
Indefinido
Etapa 14
Como o teste da primeira derivada falhou, não há um extremo local.
Nenhum extremo local
Etapa 15