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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
Diferencie.
Etapa 1.1.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.1.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2
Avalie .
Etapa 1.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.2
Reescreva como .
Etapa 1.2.3
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.2.3.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.2.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.3.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.2.4
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.2.5
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.6
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.7
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.8
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.9
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.2.10
Multiplique por .
Etapa 1.2.11
Multiplique por .
Etapa 1.2.12
Some e .
Etapa 1.2.13
Multiplique por .
Etapa 1.3
Simplifique.
Etapa 1.3.1
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 1.3.2
Combine os termos.
Etapa 1.3.2.1
Combine e .
Etapa 1.3.2.2
Some e .
Etapa 1.3.3
Reordene os fatores de .
Etapa 1.3.4
Multiplique por .
Etapa 1.3.5
Simplifique o numerador.
Etapa 1.3.5.1
Fatore de .
Etapa 1.3.5.1.1
Fatore de .
Etapa 1.3.5.1.2
Fatore de .
Etapa 1.3.5.1.3
Fatore de .
Etapa 1.3.5.2
Multiplique por .
Etapa 2
Etapa 2.1
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
Diferencie.
Etapa 2.3.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.3.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.3.1.2
Multiplique por .
Etapa 2.3.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.3.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.3.4
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.3.5
Multiplique por .
Etapa 2.3.6
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.3.7
Simplifique a expressão.
Etapa 2.3.7.1
Some e .
Etapa 2.3.7.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.4
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.4.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.4.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.5
Diferencie.
Etapa 2.5.1
Multiplique por .
Etapa 2.5.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.5.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.5.4
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.5.5
Multiplique por .
Etapa 2.5.6
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.5.7
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.5.8
Multiplique por .
Etapa 2.5.9
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.5.10
Combine frações.
Etapa 2.5.10.1
Some e .
Etapa 2.5.10.2
Combine e .
Etapa 2.6
Simplifique.
Etapa 2.6.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.6.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.6.3
Simplifique o numerador.
Etapa 2.6.3.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.6.3.1.1
Reescreva como .
Etapa 2.6.3.1.2
Expanda multiplicando cada termo na primeira expressão por cada um dos termos na segunda expressão.
Etapa 2.6.3.1.3
Simplifique cada termo.
Etapa 2.6.3.1.3.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.6.3.1.3.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.6.3.1.3.2.1
Mova .
Etapa 2.6.3.1.3.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.6.3.1.3.2.3
Some e .
Etapa 2.6.3.1.3.3
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.4
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.6.3.1.3.5
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.6.3.1.3.5.1
Mova .
Etapa 2.6.3.1.3.5.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.5.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.6.3.1.3.5.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.6.3.1.3.5.3
Some e .
Etapa 2.6.3.1.3.6
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.7
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.8
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.6.3.1.3.9
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.6.3.1.3.9.1
Mova .
Etapa 2.6.3.1.3.9.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.9.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.6.3.1.3.9.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.6.3.1.3.9.3
Some e .
Etapa 2.6.3.1.3.10
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.11
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.6.3.1.3.12
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.6.3.1.3.12.1
Mova .
Etapa 2.6.3.1.3.12.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.13
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.14
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.15
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.16
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.3.17
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.4
Subtraia de .
Etapa 2.6.3.1.5
Some e .
Etapa 2.6.3.1.6
Some e .
Etapa 2.6.3.1.7
Subtraia de .
Etapa 2.6.3.1.8
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.6.3.1.9
Simplifique.
Etapa 2.6.3.1.9.1
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.9.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.9.3
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.9.4
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.9.5
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.10
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.6.3.1.11
Simplifique.
Etapa 2.6.3.1.11.1
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.11.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.11.3
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.11.4
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.11.5
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.12
Simplifique cada termo.
Etapa 2.6.3.1.12.1
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.12.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.13
Expanda multiplicando cada termo na primeira expressão por cada um dos termos na segunda expressão.
Etapa 2.6.3.1.14
Simplifique cada termo.
Etapa 2.6.3.1.14.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.6.3.1.14.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.6.3.1.14.2.1
Mova .
Etapa 2.6.3.1.14.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.14.2.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.6.3.1.14.2.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.6.3.1.14.2.3
Some e .
Etapa 2.6.3.1.14.3
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.14.4
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.14.5
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.6.3.1.14.6
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.6.3.1.14.6.1
Mova .
Etapa 2.6.3.1.14.6.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.14.7
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.14.8
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.14.9
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.14.10
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.15
Subtraia de .
Etapa 2.6.3.1.16
Some e .
Etapa 2.6.3.1.17
Expanda multiplicando cada termo na primeira expressão por cada um dos termos na segunda expressão.
Etapa 2.6.3.1.18
Simplifique cada termo.
Etapa 2.6.3.1.18.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.6.3.1.18.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.6.3.1.18.2.1
Mova .
Etapa 2.6.3.1.18.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.2.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.6.3.1.18.2.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.6.3.1.18.2.3
Some e .
Etapa 2.6.3.1.18.3
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.4
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.6.3.1.18.5
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.6.3.1.18.5.1
Mova .
Etapa 2.6.3.1.18.5.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.5.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 2.6.3.1.18.5.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.6.3.1.18.5.3
Some e .
Etapa 2.6.3.1.18.6
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.7
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.6.3.1.18.8
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.6.3.1.18.8.1
Mova .
Etapa 2.6.3.1.18.8.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.9
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.10
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.11
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.12
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.13
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.18.14
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.19
Some e .
Etapa 2.6.3.1.20
Subtraia de .
Etapa 2.6.3.1.21
Some e .
Etapa 2.6.3.1.22
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.6.3.1.23
Simplifique.
Etapa 2.6.3.1.23.1
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.23.2
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.23.3
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.23.4
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.1.23.5
Multiplique por .
Etapa 2.6.3.2
Subtraia de .
Etapa 2.6.3.3
Some e .
Etapa 2.6.3.4
Subtraia de .
Etapa 2.6.3.5
Some e .
Etapa 2.6.3.6
Subtraia de .
Etapa 2.6.4
Fatore de .
Etapa 2.6.4.1
Fatore de .
Etapa 2.6.4.2
Fatore de .
Etapa 2.6.4.3
Fatore de .
Etapa 2.6.4.4
Fatore de .
Etapa 2.6.4.5
Fatore de .
Etapa 2.6.4.6
Fatore de .
Etapa 2.6.4.7
Fatore de .
Etapa 2.6.4.8
Fatore de .
Etapa 2.6.4.9
Fatore de .
Etapa 2.6.5
Fatore de .
Etapa 2.6.6
Fatore de .
Etapa 2.6.7
Fatore de .
Etapa 2.6.8
Fatore de .
Etapa 2.6.9
Fatore de .
Etapa 2.6.10
Fatore de .
Etapa 2.6.11
Fatore de .
Etapa 2.6.12
Reescreva como .
Etapa 2.6.13
Fatore de .
Etapa 2.6.14
Reescreva como .
Etapa 2.6.15
Mova o número negativo para a frente da fração.
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.
Etapa 4.1.1.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.1.2
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2
Avalie .
Etapa 4.1.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.2
Reescreva como .
Etapa 4.1.2.3
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 4.1.2.3.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 4.1.2.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.3.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 4.1.2.4
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.2.5
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.6
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.7
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.8
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.9
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.2.10
Multiplique por .
Etapa 4.1.2.11
Multiplique por .
Etapa 4.1.2.12
Some e .
Etapa 4.1.2.13
Multiplique por .
Etapa 4.1.3
Simplifique.
Etapa 4.1.3.1
Reescreva a expressão usando a regra do expoente negativo .
Etapa 4.1.3.2
Combine os termos.
Etapa 4.1.3.2.1
Combine e .
Etapa 4.1.3.2.2
Some e .
Etapa 4.1.3.3
Reordene os fatores de .
Etapa 4.1.3.4
Multiplique por .
Etapa 4.1.3.5
Simplifique o numerador.
Etapa 4.1.3.5.1
Fatore de .
Etapa 4.1.3.5.1.1
Fatore de .
Etapa 4.1.3.5.1.2
Fatore de .
Etapa 4.1.3.5.1.3
Fatore de .
Etapa 4.1.3.5.2
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
Defina o numerador como igual a zero.
Etapa 5.3
Resolva a equação para .
Etapa 5.3.1
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.3.1.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.3.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.3.1.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.3.1.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.3.1.2.1.2
Divida por .
Etapa 5.3.1.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.3.1.3.1
Divida por .
Etapa 5.3.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 5.3.3
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 5.3.3.1
Divida cada termo em por .
Etapa 5.3.3.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.3.3.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.3.3.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.3.3.2.1.2
Divida por .
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 o numerador.
Etapa 9.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.3
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.4.1
Fatore de .
Etapa 9.1.4.2
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.4.3
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.5
Multiplique por .
Etapa 9.1.6
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.7
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.8
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.9
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.9.1
Fatore de .
Etapa 9.1.9.2
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.9.3
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.10
Multiplique por .
Etapa 9.1.11
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.1.12
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.13
Eleve à potência de .
Etapa 9.1.14
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.14.1
Fatore de .
Etapa 9.1.14.2
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.14.3
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.15
Multiplique por .
Etapa 9.1.16
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.16.1
Fatore de .
Etapa 9.1.16.2
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.16.3
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.17
Multiplique por .
Etapa 9.1.18
Subtraia de .
Etapa 9.1.19
Some e .
Etapa 9.1.20
Subtraia de .
Etapa 9.1.21
Some e .
Etapa 9.2
Simplifique o denominador.
Etapa 9.2.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 9.2.2
Eleve à potência de .
Etapa 9.2.3
Eleve à potência de .
Etapa 9.2.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.2.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 9.2.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 9.2.5
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.2.5.1
Fatore de .
Etapa 9.2.5.2
Cancele o fator comum.
Etapa 9.2.5.3
Reescreva a expressão.
Etapa 9.2.6
Multiplique por .
Etapa 9.2.7
Subtraia de .
Etapa 9.2.8
Some e .
Etapa 9.2.9
Eleve à potência de .
Etapa 9.3
Reduza a expressão cancelando os fatores comuns.
Etapa 9.3.1
Multiplique por .
Etapa 9.3.2
Cancele o fator comum de e .
Etapa 9.3.2.1
Fatore de .
Etapa 9.3.2.2
Cancele os fatores comuns.
Etapa 9.3.2.2.1
Fatore de .
Etapa 9.3.2.2.2
Cancele o fator comum.
Etapa 9.3.2.2.3
Reescreva a expressão.
Etapa 9.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 9.4
Multiplique .
Etapa 9.4.1
Multiplique por .
Etapa 9.4.2
Multiplique por .
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
Simplifique o denominador.
Etapa 11.2.1.1.1
Aplique a regra do produto a .
Etapa 11.2.1.1.2
Eleve à potência de .
Etapa 11.2.1.1.3
Eleve à potência de .
Etapa 11.2.1.1.4
Cancele o fator comum de .
Etapa 11.2.1.1.4.1
Cancele o fator comum.
Etapa 11.2.1.1.4.2
Reescreva a expressão.
Etapa 11.2.1.1.5
Cancele o fator comum de .
Etapa 11.2.1.1.5.1
Fatore de .
Etapa 11.2.1.1.5.2
Cancele o fator comum.
Etapa 11.2.1.1.5.3
Reescreva a expressão.
Etapa 11.2.1.1.6
Multiplique por .
Etapa 11.2.1.1.7
Subtraia de .
Etapa 11.2.1.1.8
Some e .
Etapa 11.2.1.2
Divida por .
Etapa 11.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.2.2
Subtraia de .
Etapa 11.2.3
A resposta final é .
Etapa 12
Esses são os extremos locais para .
é um mínimo local
Etapa 13