Cálculo Exemplos

Encontre o Máximo e Mínimo Local f(x)=sin(x)*cos(x)^3
Etapa 1
Encontre a primeira derivada da função.
Toque para ver mais passagens...
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 .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 1.4
A derivada de em relação a é .
Etapa 1.5
Multiplique por .
Etapa 1.6
Eleve à potência de .
Etapa 1.7
Eleve à potência de .
Etapa 1.8
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.9
Some e .
Etapa 1.10
A derivada de em relação a é .
Etapa 1.11
Multiplique por somando os expoentes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.11.1
Multiplique por .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 1.11.1.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.11.1.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.11.2
Some e .
Etapa 1.12
Reordene os termos.
Etapa 2
Encontre a segunda derivada da função.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.2
Avalie .
Toque para ver mais passagens...
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 .
Toque para ver mais passagens...
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
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.5
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.2.5.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.2.5.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.5.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.2.6
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.7
Multiplique por somando os expoentes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.2.7.1
Mova .
Etapa 2.2.7.2
Multiplique por .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.2.7.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.2.7.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.2.7.3
Some e .
Etapa 2.2.8
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.2.9
Multiplique por .
Etapa 2.2.10
Multiplique por somando os expoentes.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.2.10.1
Mova .
Etapa 2.2.10.2
Multiplique por .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.2.10.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.2.10.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.2.10.3
Some e .
Etapa 2.3
Avalie .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.1
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.3.1.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.3.1.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.3.1.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.3.2
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.3.3
Multiplique por .
Etapa 2.4
Simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.4.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.4.2
Combine os termos.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 2.4.2.1
Multiplique por .
Etapa 2.4.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.4.2.3
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
Fatore de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 4.1
Fatore de .
Etapa 4.2
Fatore de .
Etapa 4.3
Fatore de .
Etapa 5
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 6
Defina como igual a e resolva para .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.1
Defina como igual a .
Etapa 6.2
Resolva para .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.1
Pegue a raiz especificada de ambos os lados da equação para eliminar o expoente no lado esquerdo.
Etapa 6.2.2
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.2.1
Reescreva como .
Etapa 6.2.2.2
Elimine os termos abaixo do radical, presumindo que sejam números reais positivos.
Etapa 6.2.2.3
Mais ou menos é .
Etapa 6.2.3
Obtenha o cosseno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do cosseno.
Etapa 6.2.4
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.4.1
O valor exato de é .
Etapa 6.2.5
A função do cosseno é positiva no primeiro e no quarto quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia o ângulo de referência de para determinar a solução no quarto quadrante.
Etapa 6.2.6
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.6.1
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 6.2.6.2
Combine frações.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.6.2.1
Combine e .
Etapa 6.2.6.2.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 6.2.6.3
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 6.2.6.3.1
Multiplique por .
Etapa 6.2.6.3.2
Subtraia de .
Etapa 6.2.7
A solução para a equação .
Etapa 7
Defina como igual a e resolva para .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.1
Defina como igual a .
Etapa 7.2
Resolva para .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.1
Substitua por com base na identidade .
Etapa 7.2.2
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.2.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 7.2.2.2
Multiplique por .
Etapa 7.2.2.3
Multiplique por .
Etapa 7.2.3
Some e .
Etapa 7.2.4
Reordene o polinômio.
Etapa 7.2.5
Some aos dois lados da equação.
Etapa 7.2.6
Divida cada termo em por e simplifique.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.6.1
Divida cada termo em por .
Etapa 7.2.6.2
Simplifique o lado esquerdo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.6.2.1
Cancele o fator comum de .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.6.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 7.2.6.2.1.2
Divida por .
Etapa 7.2.7
Pegue a raiz especificada de ambos os lados da equação para eliminar o expoente no lado esquerdo.
Etapa 7.2.8
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.8.1
Reescreva como .
Etapa 7.2.8.2
Simplifique o denominador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.8.2.1
Reescreva como .
Etapa 7.2.8.2.2
Elimine os termos abaixo do radical, presumindo que sejam números reais positivos.
Etapa 7.2.9
A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.9.1
Primeiro, use o valor positivo de para encontrar a primeira solução.
Etapa 7.2.9.2
Depois, use o valor negativo de para encontrar a segunda solução.
Etapa 7.2.9.3
A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.
Etapa 7.2.10
Estabeleça cada uma das soluções para resolver .
Etapa 7.2.11
Resolva em .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.11.1
Obtenha o cosseno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do cosseno.
Etapa 7.2.11.2
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.11.2.1
O valor exato de é .
Etapa 7.2.11.3
A função do cosseno é positiva no primeiro e no quarto quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia o ângulo de referência de para determinar a solução no quarto quadrante.
Etapa 7.2.11.4
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.11.4.1
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 7.2.11.4.2
Combine frações.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.11.4.2.1
Combine e .
Etapa 7.2.11.4.2.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 7.2.11.4.3
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.11.4.3.1
Multiplique por .
Etapa 7.2.11.4.3.2
Subtraia de .
Etapa 7.2.11.5
A solução para a equação .
Etapa 7.2.12
Resolva em .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.12.1
Obtenha o cosseno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do cosseno.
Etapa 7.2.12.2
Simplifique o lado direito.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.12.2.1
O valor exato de é .
Etapa 7.2.12.3
A função do cosseno é negativa no segundo e no terceiro quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia o ângulo de referência de para determinar a solução no terceiro quadrante.
Etapa 7.2.12.4
Simplifique .
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.12.4.1
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 7.2.12.4.2
Combine frações.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.12.4.2.1
Combine e .
Etapa 7.2.12.4.2.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 7.2.12.4.3
Simplifique o numerador.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 7.2.12.4.3.1
Multiplique por .
Etapa 7.2.12.4.3.2
Subtraia de .
Etapa 7.2.12.5
A solução para a equação .
Etapa 7.2.13
Liste todas as soluções.
Etapa 8
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
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
Avalie a segunda derivada.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 10.1.1
O valor exato de é .
Etapa 10.1.2
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 10.1.3
Multiplique por .
Etapa 10.1.4
O valor exato de é .
Etapa 10.1.5
Multiplique por .
Etapa 10.1.6
O valor exato de é .
Etapa 10.1.7
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 10.1.8
Multiplique por .
Etapa 10.1.9
O valor exato de é .
Etapa 10.1.10
Multiplique por .
Etapa 10.2
Some e .
Etapa 11
Como há pelo menos um ponto com ou segunda derivada indefinida, aplique o teste da primeira derivada.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.1
Divida em intervalos separados em torno dos valores de que tornam a primeira derivada ou indefinida.
Etapa 11.2
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.2.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.2.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.2.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.2.2.1.1
O valor exato de é .
Etapa 11.2.2.1.2
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 11.2.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.2.2.1.4
O valor exato de é .
Etapa 11.2.2.1.5
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 11.2.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 11.2.2.1.7
O valor exato de é .
Etapa 11.2.2.1.8
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 11.2.2.2
Some e .
Etapa 11.2.2.3
A resposta final é .
Etapa 11.3
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.3.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.3.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.3.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.3.2.1.1
Avalie .
Etapa 11.3.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 11.3.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.3.2.1.4
Avalie .
Etapa 11.3.2.1.5
Eleve à potência de .
Etapa 11.3.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 11.3.2.1.7
Avalie .
Etapa 11.3.2.1.8
Eleve à potência de .
Etapa 11.3.2.2
Some e .
Etapa 11.3.2.3
A resposta final é .
Etapa 11.4
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.4.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.4.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.4.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.4.2.1.1
Avalie .
Etapa 11.4.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 11.4.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.4.2.1.4
Avalie .
Etapa 11.4.2.1.5
Eleve à potência de .
Etapa 11.4.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 11.4.2.1.7
Avalie .
Etapa 11.4.2.1.8
Eleve à potência de .
Etapa 11.4.2.2
Some e .
Etapa 11.4.2.3
A resposta final é .
Etapa 11.5
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.5.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.5.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.5.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.5.2.1.1
Avalie .
Etapa 11.5.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 11.5.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.5.2.1.4
Avalie .
Etapa 11.5.2.1.5
Eleve à potência de .
Etapa 11.5.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 11.5.2.1.7
Avalie .
Etapa 11.5.2.1.8
Eleve à potência de .
Etapa 11.5.2.2
Some e .
Etapa 11.5.2.3
A resposta final é .
Etapa 11.6
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.6.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.6.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.6.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.6.2.1.1
Avalie .
Etapa 11.6.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 11.6.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.6.2.1.4
Avalie .
Etapa 11.6.2.1.5
Eleve à potência de .
Etapa 11.6.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 11.6.2.1.7
Avalie .
Etapa 11.6.2.1.8
Eleve à potência de .
Etapa 11.6.2.2
Some e .
Etapa 11.6.2.3
A resposta final é .
Etapa 11.7
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.7.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.7.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.7.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.7.2.1.1
Avalie .
Etapa 11.7.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 11.7.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.7.2.1.4
Avalie .
Etapa 11.7.2.1.5
Eleve à potência de .
Etapa 11.7.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 11.7.2.1.7
Avalie .
Etapa 11.7.2.1.8
Eleve à potência de .
Etapa 11.7.2.2
Some e .
Etapa 11.7.2.3
A resposta final é .
Etapa 11.8
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.8.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 11.8.2
Simplifique o resultado.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.8.2.1
Simplifique cada termo.
Toque para ver mais passagens...
Etapa 11.8.2.1.1
Avalie .
Etapa 11.8.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 11.8.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.8.2.1.4
Avalie .
Etapa 11.8.2.1.5
Eleve à potência de .
Etapa 11.8.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 11.8.2.1.7
Avalie .
Etapa 11.8.2.1.8
Eleve à potência de .
Etapa 11.8.2.2
Some e .
Etapa 11.8.2.3
A resposta final é .
Etapa 11.9
Como a primeira derivada mudou os sinais de positivo para negativo em torno de , então é um máximo local.
é um máximo local
Etapa 11.10
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 11.11
Como a primeira derivada mudou os sinais de negativo para positivo em torno de , então é um mínimo local.
é um mínimo local
Etapa 11.12
Como a primeira derivada mudou os sinais de positivo para negativo em torno de , então é um máximo local.
é um máximo local
Etapa 11.13
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 11.14
Esses são os extremos locais para .
é um máximo local
é um mínimo local
é um máximo local
é um máximo local
é um mínimo local
é um máximo local
Etapa 12