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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Escreva como uma função.
Etapa 2
Etapa 2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com 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
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.3
Multiplique por .
Etapa 2.3
Avalie .
Etapa 2.3.1
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
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
Reordene os termos.
Etapa 3
Etapa 3.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 3.2
Avalie .
Etapa 3.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 3.2.2
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 3.2.3
A derivada de em relação a é .
Etapa 3.2.4
A derivada de em relação a é .
Etapa 3.2.5
Eleve à potência de .
Etapa 3.2.6
Eleve à potência de .
Etapa 3.2.7
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 3.2.8
Some e .
Etapa 3.2.9
Eleve à potência de .
Etapa 3.2.10
Eleve à potência de .
Etapa 3.2.11
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 3.2.12
Some e .
Etapa 3.3
Avalie .
Etapa 3.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 3.3.2
A derivada de em relação a é .
Etapa 3.4
Simplifique.
Etapa 3.4.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 3.4.2
Multiplique por .
Etapa 4
Para encontrar os valores máximo local e mínimo local da função, defina a derivada como igual a e resolva.
Etapa 5
Etapa 5.1
Fatore de .
Etapa 5.2
Fatore de .
Etapa 5.3
Fatore de .
Etapa 6
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 7
Etapa 7.1
Defina como igual a .
Etapa 7.2
Resolva para .
Etapa 7.2.1
Obtenha o seno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do seno.
Etapa 7.2.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 7.2.2.1
O valor exato de é .
Etapa 7.2.3
A função do seno é positiva no primeiro e no segundo quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia o ângulo de referência de para determinar a solução no segundo quadrante.
Etapa 7.2.4
Subtraia de .
Etapa 7.2.5
A solução para a equação .
Etapa 8
Etapa 8.1
Defina como igual a .
Etapa 8.2
Resolva para .
Etapa 8.2.1
Some aos dois lados da equação.
Etapa 8.2.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 8.2.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 8.2.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 8.2.2.2.1
Dividir dois valores negativos resulta em um valor positivo.
Etapa 8.2.2.2.2
Divida por .
Etapa 8.2.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 8.2.2.3.1
Divida por .
Etapa 8.2.3
Obtenha o cosseno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do cosseno.
Etapa 8.2.4
Simplifique o lado direito.
Etapa 8.2.4.1
O valor exato de é .
Etapa 8.2.5
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 8.2.6
Subtraia de .
Etapa 8.2.7
A solução para a equação .
Etapa 9
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
Etapa 10
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 11
Etapa 11.1
Simplifique cada termo.
Etapa 11.1.1
O valor exato de é .
Etapa 11.1.2
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 11.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.1.4
O valor exato de é .
Etapa 11.1.5
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 11.1.6
Multiplique por .
Etapa 11.1.7
O valor exato de é .
Etapa 11.1.8
Multiplique por .
Etapa 11.2
Simplifique somando e subtraindo.
Etapa 11.2.1
Some e .
Etapa 11.2.2
Subtraia de .
Etapa 12
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 13
Etapa 13.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 13.2
Simplifique o resultado.
Etapa 13.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 13.2.1.1
O valor exato de é .
Etapa 13.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 13.2.1.3
O valor exato de é .
Etapa 13.2.1.4
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 13.2.2
Some e .
Etapa 13.2.3
A resposta final é .
Etapa 14
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 15
Etapa 15.1
Simplifique cada termo.
Etapa 15.1.1
Aplique o ângulo de referência encontrando o ângulo com valores trigonométricos equivalentes no primeiro quadrante. Torne a expressão negativa, pois o cosseno é negativo no segundo quadrante.
Etapa 15.1.2
O valor exato de é .
Etapa 15.1.3
Multiplique por .
Etapa 15.1.4
Eleve à potência de .
Etapa 15.1.5
Multiplique por .
Etapa 15.1.6
Aplique o ângulo de referência encontrando o ângulo com valores trigonométricos equivalentes no primeiro quadrante.
Etapa 15.1.7
O valor exato de é .
Etapa 15.1.8
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 15.1.9
Multiplique por .
Etapa 15.1.10
Aplique o ângulo de referência encontrando o ângulo com valores trigonométricos equivalentes no primeiro quadrante. Torne a expressão negativa, pois o cosseno é negativo no segundo quadrante.
Etapa 15.1.11
O valor exato de é .
Etapa 15.1.12
Multiplique .
Etapa 15.1.12.1
Multiplique por .
Etapa 15.1.12.2
Multiplique por .
Etapa 15.2
Simplifique somando os números.
Etapa 15.2.1
Some e .
Etapa 15.2.2
Some e .
Etapa 16
Etapa 16.1
Divida em intervalos separados em torno dos valores de que tornam a primeira derivada ou indefinida.
Etapa 16.2
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 16.2.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 16.2.2
Simplifique o resultado.
Etapa 16.2.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 16.2.2.1.1
Avalie .
Etapa 16.2.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 16.2.2.1.3
Avalie .
Etapa 16.2.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 16.2.2.1.5
Avalie .
Etapa 16.2.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 16.2.2.2
Some e .
Etapa 16.2.2.3
A resposta final é .
Etapa 16.3
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 16.3.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 16.3.2
Simplifique o resultado.
Etapa 16.3.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 16.3.2.1.1
Avalie .
Etapa 16.3.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 16.3.2.1.3
Avalie .
Etapa 16.3.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 16.3.2.1.5
Avalie .
Etapa 16.3.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 16.3.2.2
Subtraia de .
Etapa 16.3.2.3
A resposta final é .
Etapa 16.4
Substitua qualquer número, como , do intervalo na primeira derivada para verificar se o resultado é negativo ou positivo.
Etapa 16.4.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 16.4.2
Simplifique o resultado.
Etapa 16.4.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 16.4.2.1.1
Avalie .
Etapa 16.4.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 16.4.2.1.3
Avalie .
Etapa 16.4.2.1.4
Multiplique por .
Etapa 16.4.2.1.5
Avalie .
Etapa 16.4.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 16.4.2.2
Some e .
Etapa 16.4.2.3
A resposta final é .
Etapa 16.5
Como a primeira derivada mudou os sinais de positivo para negativo em torno de , então é um máximo local.
é um máximo local
Etapa 16.6
Como a primeira derivada mudou os sinais de negativo para positivo em torno de , então é um mínimo local.
é um mínimo local
Etapa 16.7
Esses são os extremos locais para .
é um máximo local
é um mínimo local
é um máximo local
é um mínimo local
Etapa 17