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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Escreva como uma função.
Etapa 2
Etapa 2.1
Diferencie usando a regra do múltiplo constante.
Etapa 2.1.1
Use para reescrever como .
Etapa 2.1.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 2.3
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.3.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 2.3.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 2.3.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 2.4
Simplifique.
Etapa 2.5
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências.
Etapa 2.5.1
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.5.2
Multiplique por .
Etapa 2.6
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.6.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.6.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.6.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.7
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.8
Combine e .
Etapa 2.9
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.10
Simplifique o numerador.
Etapa 2.10.1
Multiplique por .
Etapa 2.10.2
Subtraia de .
Etapa 2.11
Combine frações.
Etapa 2.11.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.11.2
Combine e .
Etapa 2.11.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.11.4
Combine e .
Etapa 2.12
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.13
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.14
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.15
Simplifique a expressão.
Etapa 2.15.1
Some e .
Etapa 2.15.2
Multiplique por .
Etapa 2.16
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.17
Combine e .
Etapa 2.18
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.19
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.19.1
Mova .
Etapa 2.19.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.19.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.19.4
Some e .
Etapa 2.19.5
Divida por .
Etapa 2.20
Simplifique .
Etapa 2.21
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.22
Reescreva como um produto.
Etapa 2.23
Multiplique por .
Etapa 2.24
Eleve à potência de .
Etapa 2.25
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.26
Simplifique a expressão.
Etapa 2.26.1
Escreva como uma fração com um denominador comum.
Etapa 2.26.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.26.3
Some e .
Etapa 2.27
Combine e .
Etapa 2.28
Simplifique.
Etapa 2.28.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.28.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.28.3
Simplifique o numerador.
Etapa 2.28.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.28.3.1.1
Multiplique por .
Etapa 2.28.3.1.2
Multiplique .
Etapa 2.28.3.1.2.1
Multiplique por .
Etapa 2.28.3.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.28.3.1.3
Multiplique por .
Etapa 2.28.3.2
Subtraia de .
Etapa 2.28.4
Fatore de .
Etapa 2.28.4.1
Fatore de .
Etapa 2.28.4.2
Fatore de .
Etapa 2.28.4.3
Fatore de .
Etapa 3
Etapa 3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 3.2
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 3.3
Diferencie.
Etapa 3.3.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 3.3.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 3.3.1.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 3.3.1.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 3.3.1.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 3.3.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 3.3.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 3.3.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 3.3.5
Simplifique a expressão.
Etapa 3.3.5.1
Some e .
Etapa 3.3.5.2
Multiplique por .
Etapa 3.4
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 3.4.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 3.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 3.4.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 3.5
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 3.6
Combine e .
Etapa 3.7
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 3.8
Simplifique o numerador.
Etapa 3.8.1
Multiplique por .
Etapa 3.8.2
Subtraia de .
Etapa 3.9
Combine e .
Etapa 3.10
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 3.11
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 3.12
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 3.13
Combine frações.
Etapa 3.13.1
Some e .
Etapa 3.13.2
Multiplique por .
Etapa 3.13.3
Multiplique por .
Etapa 3.14
Simplifique.
Etapa 3.14.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 3.14.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 3.14.3
Simplifique o numerador.
Etapa 3.14.3.1
Fatore de .
Etapa 3.14.3.1.1
Fatore de .
Etapa 3.14.3.1.2
Fatore de .
Etapa 3.14.3.1.3
Fatore de .
Etapa 3.14.3.2
Multiplique por .
Etapa 3.14.3.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 3.14.3.4
Combine e .
Etapa 3.14.3.5
Cancele o fator comum de .
Etapa 3.14.3.5.1
Fatore de .
Etapa 3.14.3.5.2
Cancele o fator comum.
Etapa 3.14.3.5.3
Reescreva a expressão.
Etapa 3.14.3.6
Multiplique por .
Etapa 3.14.3.7
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 3.14.3.8
Combine e .
Etapa 3.14.3.9
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 3.14.3.10
Simplifique o numerador.
Etapa 3.14.3.10.1
Fatore de .
Etapa 3.14.3.10.1.1
Reordene a expressão.
Etapa 3.14.3.10.1.1.1
Mova .
Etapa 3.14.3.10.1.1.2
Mova .
Etapa 3.14.3.10.1.2
Fatore de .
Etapa 3.14.3.10.1.3
Fatore de .
Etapa 3.14.3.10.1.4
Fatore de .
Etapa 3.14.3.10.2
Multiplique por .
Etapa 3.14.3.11
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 3.14.3.12
Combine e .
Etapa 3.14.3.13
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 3.14.3.14
Reescreva em uma forma fatorada.
Etapa 3.14.3.14.1
Fatore de .
Etapa 3.14.3.14.1.1
Reordene e .
Etapa 3.14.3.14.1.2
Fatore de .
Etapa 3.14.3.14.1.3
Fatore de .
Etapa 3.14.3.14.1.4
Fatore de .
Etapa 3.14.3.14.2
Divida por .
Etapa 3.14.3.14.3
Simplifique.
Etapa 3.14.3.14.4
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 3.14.3.14.5
Multiplique por .
Etapa 3.14.3.14.6
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 3.14.3.14.7
Multiplique por .
Etapa 3.14.3.14.8
Multiplique por .
Etapa 3.14.3.14.9
Subtraia de .
Etapa 3.14.3.14.10
Some e .
Etapa 3.14.4
Combine os termos.
Etapa 3.14.4.1
Combine e .
Etapa 3.14.4.2
Reescreva como um produto.
Etapa 3.14.4.3
Multiplique por .
Etapa 3.14.4.4
Multiplique por .
Etapa 3.14.4.5
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 3.14.4.6
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 3.14.4.6.1
Mova .
Etapa 3.14.4.6.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 3.14.4.6.3
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 3.14.4.6.4
Combine e .
Etapa 3.14.4.6.5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 3.14.4.6.6
Simplifique o numerador.
Etapa 3.14.4.6.6.1
Multiplique por .
Etapa 3.14.4.6.6.2
Some e .
Etapa 3.14.5
Fatore de .
Etapa 3.14.6
Reescreva como .
Etapa 3.14.7
Fatore de .
Etapa 3.14.8
Reescreva como .
Etapa 3.14.9
Mova o número negativo para a frente da fração.
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
Encontre a primeira derivada.
Etapa 5.1.1
Diferencie usando a regra do múltiplo constante.
Etapa 5.1.1.1
Use para reescrever como .
Etapa 5.1.1.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 5.1.2
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 5.1.3
Multiplique os expoentes em .
Etapa 5.1.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 5.1.3.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.1.3.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.1.3.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.1.4
Simplifique.
Etapa 5.1.5
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências.
Etapa 5.1.5.1
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 5.1.5.2
Multiplique por .
Etapa 5.1.6
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 5.1.6.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 5.1.6.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 5.1.6.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 5.1.7
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 5.1.8
Combine e .
Etapa 5.1.9
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 5.1.10
Simplifique o numerador.
Etapa 5.1.10.1
Multiplique por .
Etapa 5.1.10.2
Subtraia de .
Etapa 5.1.11
Combine frações.
Etapa 5.1.11.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 5.1.11.2
Combine e .
Etapa 5.1.11.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 5.1.11.4
Combine e .
Etapa 5.1.12
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 5.1.13
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 5.1.14
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 5.1.15
Simplifique a expressão.
Etapa 5.1.15.1
Some e .
Etapa 5.1.15.2
Multiplique por .
Etapa 5.1.16
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 5.1.17
Combine e .
Etapa 5.1.18
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 5.1.19
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 5.1.19.1
Mova .
Etapa 5.1.19.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 5.1.19.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 5.1.19.4
Some e .
Etapa 5.1.19.5
Divida por .
Etapa 5.1.20
Simplifique .
Etapa 5.1.21
Mova para a esquerda de .
Etapa 5.1.22
Reescreva como um produto.
Etapa 5.1.23
Multiplique por .
Etapa 5.1.24
Eleve à potência de .
Etapa 5.1.25
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 5.1.26
Simplifique a expressão.
Etapa 5.1.26.1
Escreva como uma fração com um denominador comum.
Etapa 5.1.26.2
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 5.1.26.3
Some e .
Etapa 5.1.27
Combine e .
Etapa 5.1.28
Simplifique.
Etapa 5.1.28.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 5.1.28.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 5.1.28.3
Simplifique o numerador.
Etapa 5.1.28.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 5.1.28.3.1.1
Multiplique por .
Etapa 5.1.28.3.1.2
Multiplique .
Etapa 5.1.28.3.1.2.1
Multiplique por .
Etapa 5.1.28.3.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 5.1.28.3.1.3
Multiplique por .
Etapa 5.1.28.3.2
Subtraia de .
Etapa 5.1.28.4
Fatore de .
Etapa 5.1.28.4.1
Fatore de .
Etapa 5.1.28.4.2
Fatore de .
Etapa 5.1.28.4.3
Fatore de .
Etapa 5.2
A primeira derivada de com relação a é .
Etapa 6
Etapa 6.1
Defina a primeira derivada como igual a .
Etapa 6.2
Defina o numerador como igual a zero.
Etapa 6.3
Resolva a equação para .
Etapa 6.3.1
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 6.3.1.1
Divida cada termo em por .
Etapa 6.3.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 6.3.1.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 6.3.1.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 6.3.1.2.1.2
Divida por .
Etapa 6.3.1.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 6.3.1.3.1
Divida por .
Etapa 6.3.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 7
Etapa 7.1
Aplique a regra para reescrever a exponenciação como um radical.
Etapa 7.2
Defina o denominador em como igual a para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 7.3
Resolva .
Etapa 7.3.1
Para remover o radical no lado esquerdo da equação, eleve ao quadrado os dois lados da equação.
Etapa 7.3.2
Simplifique cada lado da equação.
Etapa 7.3.2.1
Use para reescrever como .
Etapa 7.3.2.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 7.3.2.2.1
Simplifique .
Etapa 7.3.2.2.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 7.3.2.2.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 7.3.2.2.1.3
Multiplique os expoentes em .
Etapa 7.3.2.2.1.3.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 7.3.2.2.1.3.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 7.3.2.2.1.3.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 7.3.2.2.1.3.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 7.3.2.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 7.3.2.3.1
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 7.3.3
Resolva .
Etapa 7.3.3.1
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 7.3.3.1.1
Divida cada termo em por .
Etapa 7.3.3.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 7.3.3.1.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 7.3.3.1.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 7.3.3.1.2.1.2
Divida por .
Etapa 7.3.3.1.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 7.3.3.1.3.1
Divida por .
Etapa 7.3.3.2
Defina como igual a .
Etapa 7.3.3.3
Some aos dois lados da equação.
Etapa 7.4
Defina o radicando em como menor do que para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 7.5
Resolva .
Etapa 7.5.1
Pegue a raiz especificada de ambos os lados da desigualdade para eliminar o expoente no lado esquerdo.
Etapa 7.5.2
Simplifique a equação.
Etapa 7.5.2.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 7.5.2.1.1
Elimine os termos abaixo do radical.
Etapa 7.5.2.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 7.5.2.2.1
Simplifique .
Etapa 7.5.2.2.1.1
Reescreva como .
Etapa 7.5.2.2.1.2
Elimine os termos abaixo do radical.
Etapa 7.5.3
Some aos dois lados da desigualdade.
Etapa 7.6
A equação é indefinida quando o denominador é igual a , o argumento de uma raiz quadrada é menor do que ou o argumento de um logaritmo é menor do que ou igual a .
Etapa 8
Pontos críticos para avaliar.
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
Etapa 10.1
Fatore de .
Etapa 10.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 10.2.1
Fatore de .
Etapa 10.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 10.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 10.3
Subtraia de .
Etapa 10.4
Simplifique o denominador.
Etapa 10.4.1
Subtraia de .
Etapa 10.4.2
Reescreva como .
Etapa 10.4.3
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 10.4.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 10.4.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 10.4.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 10.4.5
Eleve à potência de .
Etapa 10.5
Reduza a expressão cancelando os fatores comuns.
Etapa 10.5.1
Multiplique por .
Etapa 10.5.2
Cancele o fator comum de e .
Etapa 10.5.2.1
Fatore de .
Etapa 10.5.2.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 10.5.2.2.1
Fatore de .
Etapa 10.5.2.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 10.5.2.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 10.5.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 10.6
Multiplique .
Etapa 10.6.1
Multiplique por .
Etapa 10.6.2
Multiplique por .
Etapa 11
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 12
Etapa 12.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 12.2
Simplifique o resultado.
Etapa 12.2.1
Multiplique por .
Etapa 12.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 12.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 12.2.2.2
Reescreva como .
Etapa 12.2.2.3
Elimine os termos abaixo do radical, presumindo que sejam números reais positivos.
Etapa 12.2.3
Divida por .
Etapa 12.2.4
A resposta final é .
Etapa 13
Esses são os extremos locais para .
é um mínimo local
Etapa 14