Cálculo Exemplos

$y = 2 x^{3} e^{x}$

Etapa 1

Encontre a primeira derivada.

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Etapa 1.1

Como $2$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $2 x^{3} e^{x}$ em relação a $x$ é $2 \frac{d}{d x} [x^{3} e^{x}]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x^{3} e^{x}]$

Etapa 1.2

Diferencie usando a regra do produto, que determina que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ é $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , em que $f (x) = x^{3}$ e $g (x) = e^{x}$ .

$2 (x^{3} \frac{d}{d x} [e^{x}] + e^{x} \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Etapa 1.3

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ é $a^{x} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$2 (x^{3} e^{x} + e^{x} \frac{d}{d x} [x^{3}])$

Etapa 1.4

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 3$ .

$2 (x^{3} e^{x} + e^{x} (3 x^{2}))$

Etapa 1.5

Simplifique.

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Etapa 1.5.1

Aplique a propriedade distributiva.

$2 (x^{3} e^{x}) + 2 (e^{x} (3 x^{2}))$

Etapa 1.5.2

Multiplique $3$ por $2$ .

$2 x^{3} e^{x} + 6 e^{x} x^{2}$

Etapa 1.5.3

Reordene os termos.

$2 e^{x} x^{3} + 6 e^{x} x^{2}$

Etapa 1.5.4

Reordene os fatores em $2 e^{x} x^{3} + 6 e^{x} x^{2}$ .

$f' (x) = 2 x^{3} e^{x} + 6 x^{2} e^{x}$

Etapa 2

Encontre a segunda derivada.

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Etapa 2.1

De acordo com a regra da soma, a derivada de $2 x^{3} e^{x} + 6 x^{2} e^{x}$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [2 x^{3} e^{x}] + \frac{d}{d x} [6 x^{2} e^{x}]$ .

$\frac{d}{d x} [2 x^{3} e^{x}] + \frac{d}{d x} [6 x^{2} e^{x}]$

Etapa 2.2

Avalie $\frac{d}{d x} [2 x^{3} e^{x}]$ .

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Etapa 2.2.1

Como $2$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $2 x^{3} e^{x}$ em relação a $x$ é $2 \frac{d}{d x} [x^{3} e^{x}]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x^{3} e^{x}] + \frac{d}{d x} [6 x^{2} e^{x}]$

Etapa 2.2.2

Diferencie usando a regra do produto, que determina que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ é $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , em que $f (x) = x^{3}$ e $g (x) = e^{x}$ .

$2 (x^{3} \frac{d}{d x} [e^{x}] + e^{x} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \frac{d}{d x} [6 x^{2} e^{x}]$

Etapa 2.2.3

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ é $a^{x} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$2 (x^{3} e^{x} + e^{x} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \frac{d}{d x} [6 x^{2} e^{x}]$

Etapa 2.2.4

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 3$ .

$2 (x^{3} e^{x} + e^{x} (3 x^{2})) + \frac{d}{d x} [6 x^{2} e^{x}]$

Etapa 2.3

Avalie $\frac{d}{d x} [6 x^{2} e^{x}]$ .

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Etapa 2.3.1

Como $6$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $6 x^{2} e^{x}$ em relação a $x$ é $6 \frac{d}{d x} [x^{2} e^{x}]$ .

$2 (x^{3} e^{x} + e^{x} (3 x^{2})) + 6 \frac{d}{d x} [x^{2} e^{x}]$

Etapa 2.3.2

Diferencie usando a regra do produto, que determina que $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ é $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ , em que $f (x) = x^{2}$ e $g (x) = e^{x}$ .

$2 (x^{3} e^{x} + e^{x} (3 x^{2})) + 6 (x^{2} \frac{d}{d x} [e^{x}] + e^{x} \frac{d}{d x} [x^{2}])$

Etapa 2.3.3

Diferencie usando a regra exponencial, que determina que $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ é $a^{x} \ln (a)$ , em que $a$ = $e$ .

$2 (x^{3} e^{x} + e^{x} (3 x^{2})) + 6 (x^{2} e^{x} + e^{x} \frac{d}{d x} [x^{2}])$

Etapa 2.3.4

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 2$ .

$2 (x^{3} e^{x} + e^{x} (3 x^{2})) + 6 (x^{2} e^{x} + e^{x} (2 x))$

Etapa 2.4

Simplifique.

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Etapa 2.4.1

Aplique a propriedade distributiva.

$2 (x^{3} e^{x}) + 2 (e^{x} (3 x^{2})) + 6 (x^{2} e^{x} + e^{x} (2 x))$

Etapa 2.4.2

Aplique a propriedade distributiva.

$2 (x^{3} e^{x}) + 2 (e^{x} (3 x^{2})) + 6 (x^{2} e^{x}) + 6 (e^{x} (2 x))$

Etapa 2.4.3

Combine os termos.

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Etapa 2.4.3.1

Multiplique $3$ por $2$ .

$2 x^{3} e^{x} + 6 (e^{x} (x^{2})) + 6 (x^{2} e^{x}) + 6 (e^{x} (2 x))$

Etapa 2.4.3.2

Multiplique $2$ por $6$ .

$2 x^{3} e^{x} + 6 e^{x} x^{2} + 6 x^{2} e^{x} + 12 (e^{x} (x))$

Etapa 2.4.3.3

Some $6 e^{x} x^{2}$ e $6 x^{2} e^{x}$ .

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Etapa 2.4.3.3.1

Mova $e^{x}$ .

$2 x^{3} e^{x} + 6 x^{2} e^{x} + 6 x^{2} e^{x} + 12 e^{x} x$

Etapa 2.4.3.3.2

Some $6 x^{2} e^{x}$ e $6 x^{2} e^{x}$ .

$2 x^{3} e^{x} + 12 x^{2} e^{x} + 12 e^{x} x$

Etapa 2.4.4

Reordene os termos.

$2 e^{x} x^{3} + 12 e^{x} x^{2} + 12 e^{x} x$

Etapa 2.4.5

Reordene os fatores em $2 e^{x} x^{3} + 12 e^{x} x^{2} + 12 e^{x} x$ .

$f'' (x) = 2 x^{3} e^{x} + 12 x^{2} e^{x} + 12 x e^{x}$