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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Escreva como uma função.
Etapa 2
Etapa 2.1
Encontre a segunda derivada.
Etapa 2.1.1
Encontre a primeira derivada.
Etapa 2.1.1.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.1.1.2
Avalie .
Etapa 2.1.1.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.1.2.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.1.1.2.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.1.1.2.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.1.2.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.1.1.2.3
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.1.2.4
Multiplique por .
Etapa 2.1.1.2.5
Multiplique por .
Etapa 2.1.1.3
Avalie .
Etapa 2.1.1.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.1.3.2
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2
Encontre a segunda derivada.
Etapa 2.1.2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.1.2.2
Avalie .
Etapa 2.1.2.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.2.2
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 2.1.2.2.3
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.2.4
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.2.5
Eleve à potência de .
Etapa 2.1.2.2.6
Eleve à potência de .
Etapa 2.1.2.2.7
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.1.2.2.8
Some e .
Etapa 2.1.2.2.9
Eleve à potência de .
Etapa 2.1.2.2.10
Eleve à potência de .
Etapa 2.1.2.2.11
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.1.2.2.12
Some e .
Etapa 2.1.2.3
Avalie .
Etapa 2.1.2.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.3.2
A derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.2.3.3
Multiplique por .
Etapa 2.1.2.4
Simplifique.
Etapa 2.1.2.4.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.1.2.4.2
Multiplique por .
Etapa 2.1.3
A segunda derivada de com relação a é .
Etapa 2.2
Defina a segunda derivada como igual a e resolva a equação .
Etapa 2.2.1
Defina a segunda derivada como igual a .
Etapa 2.2.2
Substitua por com base na identidade .
Etapa 2.2.3
Simplifique cada termo.
Etapa 2.2.3.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.2.3.2
Multiplique por .
Etapa 2.2.3.3
Multiplique por .
Etapa 2.2.4
Some e .
Etapa 2.2.5
Reordene o polinômio.
Etapa 2.2.6
Substitua por .
Etapa 2.2.7
Fatore o lado esquerdo da equação.
Etapa 2.2.7.1
Fatore de .
Etapa 2.2.7.1.1
Fatore de .
Etapa 2.2.7.1.2
Fatore de .
Etapa 2.2.7.1.3
Fatore de .
Etapa 2.2.7.1.4
Fatore de .
Etapa 2.2.7.1.5
Fatore de .
Etapa 2.2.7.2
Fatore.
Etapa 2.2.7.2.1
Fatore por agrupamento.
Etapa 2.2.7.2.1.1
Para um polinômio da forma , reescreva o termo do meio como uma soma de dois termos cujo produto é e cuja soma é .
Etapa 2.2.7.2.1.1.1
Multiplique por .
Etapa 2.2.7.2.1.1.2
Reescreva como mais
Etapa 2.2.7.2.1.1.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.2.7.2.1.2
Fatore o máximo divisor comum de cada grupo.
Etapa 2.2.7.2.1.2.1
Agrupe os dois primeiros termos e os dois últimos termos.
Etapa 2.2.7.2.1.2.2
Fatore o máximo divisor comum (MDC) de cada grupo.
Etapa 2.2.7.2.1.3
Fatore o polinômio desmembrando o máximo divisor comum, .
Etapa 2.2.7.2.2
Remova os parênteses desnecessários.
Etapa 2.2.8
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 2.2.9
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 2.2.9.1
Defina como igual a .
Etapa 2.2.9.2
Resolva para .
Etapa 2.2.9.2.1
Some aos dois lados da equação.
Etapa 2.2.9.2.2
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 2.2.9.2.2.1
Divida cada termo em por .
Etapa 2.2.9.2.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 2.2.9.2.2.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 2.2.9.2.2.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.2.9.2.2.2.1.2
Divida por .
Etapa 2.2.10
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 2.2.10.1
Defina como igual a .
Etapa 2.2.10.2
Subtraia dos dois lados da equação.
Etapa 2.2.11
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
Etapa 2.2.12
Substitua por .
Etapa 2.2.13
Estabeleça cada uma das soluções para resolver .
Etapa 2.2.14
Resolva em .
Etapa 2.2.14.1
Obtenha o seno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do seno.
Etapa 2.2.14.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 2.2.14.2.1
O valor exato de é .
Etapa 2.2.14.3
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 2.2.14.4
Simplifique .
Etapa 2.2.14.4.1
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.2.14.4.2
Combine frações.
Etapa 2.2.14.4.2.1
Combine e .
Etapa 2.2.14.4.2.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.2.14.4.3
Simplifique o numerador.
Etapa 2.2.14.4.3.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.2.14.4.3.2
Subtraia de .
Etapa 2.2.14.5
Encontre o período de .
Etapa 2.2.14.5.1
O período da função pode ser calculado ao usar .
Etapa 2.2.14.5.2
Substitua por na fórmula do período.
Etapa 2.2.14.5.3
O valor absoluto é a distância entre um número e zero. A distância entre e é .
Etapa 2.2.14.5.4
Divida por .
Etapa 2.2.14.6
O período da função é . Portanto, os valores se repetirão a cada radianos nas duas direções.
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
Etapa 2.2.15
Resolva em .
Etapa 2.2.15.1
Obtenha o seno inverso dos dois lados da equação para extrair de dentro do seno.
Etapa 2.2.15.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 2.2.15.2.1
O valor exato de é .
Etapa 2.2.15.3
A função do seno é negativa no terceiro e no quarto quadrantes. Para encontrar a segunda solução, subtraia a solução de para determinar um ângulo de referência. Depois, some esse ângulo de referência com para encontrar a solução no terceiro quadrante.
Etapa 2.2.15.4
Simplifique a expressão para encontrar a segunda solução.
Etapa 2.2.15.4.1
Subtraia de .
Etapa 2.2.15.4.2
O ângulo resultante de é positivo, menor do que e coterminal com .
Etapa 2.2.15.5
Encontre o período de .
Etapa 2.2.15.5.1
O período da função pode ser calculado ao usar .
Etapa 2.2.15.5.2
Substitua por na fórmula do período.
Etapa 2.2.15.5.3
O valor absoluto é a distância entre um número e zero. A distância entre e é .
Etapa 2.2.15.5.4
Divida por .
Etapa 2.2.15.6
Some com todos os ângulos negativos para obter os ângulos positivos.
Etapa 2.2.15.6.1
Some com para encontrar o ângulo positivo.
Etapa 2.2.15.6.2
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.2.15.6.3
Combine frações.
Etapa 2.2.15.6.3.1
Combine e .
Etapa 2.2.15.6.3.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.2.15.6.4
Simplifique o numerador.
Etapa 2.2.15.6.4.1
Multiplique por .
Etapa 2.2.15.6.4.2
Subtraia de .
Etapa 2.2.15.6.5
Liste os novos ângulos.
Etapa 2.2.15.7
O período da função é . Portanto, os valores se repetirão a cada radianos nas duas direções.
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
Etapa 2.2.16
Liste todas as soluções.
, para qualquer número inteiro
Etapa 2.2.17
Consolide as respostas.
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
, para qualquer número inteiro
Etapa 3
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.
Notação de intervalo:
Notação de construtor de conjuntos:
Etapa 4
Crie intervalos em torno dos valores , em que a segunda derivada é zero ou indefinida.
Etapa 5
Etapa 5.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 5.2
Simplifique o resultado.
Etapa 5.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 5.2.1.1
O valor exato de é .
Etapa 5.2.1.2
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 5.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 5.2.1.4
O valor exato de é .
Etapa 5.2.1.5
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 5.2.1.6
Multiplique por .
Etapa 5.2.1.7
O valor exato de é .
Etapa 5.2.1.8
Multiplique por .
Etapa 5.2.2
Simplifique somando os números.
Etapa 5.2.2.1
Some e .
Etapa 5.2.2.2
Some e .
Etapa 5.2.3
A resposta final é .
Etapa 5.3
O gráfico tem concavidade para baixo no intervalo porque é negativo.
Concavidade para baixo em , já que é negativo
Concavidade para baixo em , já que é negativo
Etapa 6