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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.1.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.1.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 1.1.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.2
Diferencie.
Etapa 1.2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.4
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.5
Multiplique por .
Etapa 2
Etapa 2.1
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2
Diferencie.
Etapa 2.2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.2.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.4
Multiplique por .
Etapa 2.2.5
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.6
Some e .
Etapa 2.3
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.3.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.3.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 2.3.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.4
Diferencie.
Etapa 2.4.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.4.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.4.4
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.4.5
Multiplique por .
Etapa 2.5
Eleve à potência de .
Etapa 2.6
Eleve à potência de .
Etapa 2.7
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.8
Some e .
Etapa 2.9
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
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 4.1.1.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 4.1.1.2
Diferencie usando a regra exponencial, que determina que é , em que = .
Etapa 4.1.1.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 4.1.2
Diferencie.
Etapa 4.1.2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.4
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.5
Multiplique por .
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
Some aos dois lados da equação.
Etapa 5.4.2.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.4.2.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.4.2.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.4.2.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.4.2.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.4.2.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 5.4.2.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.4.2.2.3.1
Divida por .
Etapa 5.4.2.3
Pegue a raiz especificada de ambos os lados da equação para eliminar o expoente no lado esquerdo.
Etapa 5.4.2.4
Qualquer raiz de é .
Etapa 5.4.2.5
A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.
Etapa 5.4.2.5.1
Primeiro, use o valor positivo de para encontrar a primeira solução.
Etapa 5.4.2.5.2
Depois, use o valor negativo de para encontrar a segunda solução.
Etapa 5.4.2.5.3
A solução completa é resultado das partes positiva e negativa da solução.
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
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 9.1.1.2
Multiplique por .
Etapa 9.1.2
Subtraia de .
Etapa 9.1.3
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 9.1.4
Combine e .
Etapa 9.1.5
Multiplique por .
Etapa 9.1.6
Simplifique cada termo.
Etapa 9.1.6.1
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 9.1.6.2
Multiplique por .
Etapa 9.1.7
Subtraia de .
Etapa 9.1.8
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 9.1.9
Simplifique cada termo.
Etapa 9.1.9.1
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 9.1.9.2
Multiplique por .
Etapa 9.1.10
Subtraia de .
Etapa 9.1.11
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 9.1.12
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
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 11.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 11.2.2
Subtraia de .
Etapa 11.2.3
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 11.2.4
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 13.1.2
Some e .
Etapa 13.1.3
Multiplique por .
Etapa 13.1.4
Simplifique cada termo.
Etapa 13.1.4.1
Eleve à potência de .
Etapa 13.1.4.2
Multiplique por .
Etapa 13.1.5
Some e .
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
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 13.1.9
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
Eleve à potência de .
Etapa 15.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 15.2.2
Some e .
Etapa 15.2.3
A resposta final é .
Etapa 16
Esses são os extremos locais para .
é um mínimo local
é um máximo local
Etapa 17