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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Escreva como uma função.
Etapa 2
Etapa 2.1
Encontre a primeira derivada.
Etapa 2.1.1
Diferencie usando a regra do produto, que determina que é , em que e .
Etapa 2.1.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.1.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.1.3
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.1.4
Combine e .
Etapa 2.1.5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.1.6
Simplifique o numerador.
Etapa 2.1.6.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.6.2
Subtraia de .
Etapa 2.1.7
Combine frações.
Etapa 2.1.7.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.1.7.2
Combine e .
Etapa 2.1.7.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.1.7.4
Combine e .
Etapa 2.1.8
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.1.9
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.10
Some e .
Etapa 2.1.11
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.1.12
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.13
Combine frações.
Etapa 2.1.13.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.13.2
Combine e .
Etapa 2.1.13.3
Simplifique a expressão.
Etapa 2.1.13.3.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.1.13.3.2
Reescreva como .
Etapa 2.1.13.3.3
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.1.14
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.1.15
Multiplique por .
Etapa 2.1.16
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.1.17
Combine e .
Etapa 2.1.18
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.1.19
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.1.19.1
Mova .
Etapa 2.1.19.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.1.19.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.1.19.4
Some e .
Etapa 2.1.19.5
Divida por .
Etapa 2.1.20
Simplifique .
Etapa 2.1.21
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.1.22
Simplifique.
Etapa 2.1.22.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.1.22.2
Simplifique o numerador.
Etapa 2.1.22.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 2.1.22.2.1.1
Multiplique por .
Etapa 2.1.22.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 2.1.22.2.2
Subtraia de .
Etapa 2.1.22.3
Fatore de .
Etapa 2.1.22.3.1
Fatore de .
Etapa 2.1.22.3.2
Fatore de .
Etapa 2.1.22.3.3
Fatore de .
Etapa 2.1.22.4
Fatore de .
Etapa 2.1.22.5
Reescreva como .
Etapa 2.1.22.6
Fatore de .
Etapa 2.1.22.7
Reescreva como .
Etapa 2.1.22.8
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.2
Encontre a segunda derivada.
Etapa 2.2.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.2
Diferencie usando a regra do quociente, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2.3
Diferencie.
Etapa 2.2.3.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 2.2.3.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 2.2.3.1.2
Multiplique .
Etapa 2.2.3.1.2.1
Combine e .
Etapa 2.2.3.1.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.2.3.2
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.2.3.3
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.3.4
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.3.5
Simplifique a expressão.
Etapa 2.2.3.5.1
Some e .
Etapa 2.2.3.5.2
Multiplique por .
Etapa 2.2.4
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 2.2.4.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 2.2.4.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.4.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 2.2.5
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.2.6
Combine e .
Etapa 2.2.7
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.2.8
Simplifique o numerador.
Etapa 2.2.8.1
Multiplique por .
Etapa 2.2.8.2
Subtraia de .
Etapa 2.2.9
Combine frações.
Etapa 2.2.9.1
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.2.9.2
Combine e .
Etapa 2.2.9.3
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.2.10
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.2.11
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.12
Some e .
Etapa 2.2.13
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.2.14
Multiplique.
Etapa 2.2.14.1
Multiplique por .
Etapa 2.2.14.2
Multiplique por .
Etapa 2.2.15
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.16
Combine frações.
Etapa 2.2.16.1
Multiplique por .
Etapa 2.2.16.2
Multiplique por .
Etapa 2.2.16.3
Reordene.
Etapa 2.2.16.3.1
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.2.16.3.2
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.2.17
Simplifique.
Etapa 2.2.17.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.2.17.2
Simplifique o numerador.
Etapa 2.2.17.2.1
Fatore de .
Etapa 2.2.17.2.1.1
Fatore de .
Etapa 2.2.17.2.1.2
Fatore de .
Etapa 2.2.17.2.1.3
Fatore de .
Etapa 2.2.17.2.2
Multiplique por .
Etapa 2.2.17.2.3
Mova para a esquerda de .
Etapa 2.2.17.2.4
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.2.17.2.5
Combine e .
Etapa 2.2.17.2.6
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.2.17.2.7
Reescreva em uma forma fatorada.
Etapa 2.2.17.2.7.1
Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.
Etapa 2.2.17.2.7.2
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.2.17.2.7.2.1
Mova .
Etapa 2.2.17.2.7.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.2.17.2.7.2.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.2.17.2.7.2.4
Some e .
Etapa 2.2.17.2.7.2.5
Divida por .
Etapa 2.2.17.2.7.3
Simplifique .
Etapa 2.2.17.2.7.4
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.2.17.2.7.5
Multiplique por .
Etapa 2.2.17.2.7.6
Multiplique por .
Etapa 2.2.17.2.7.7
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 2.2.17.2.7.8
Multiplique por .
Etapa 2.2.17.2.7.9
Subtraia de .
Etapa 2.2.17.2.7.10
Some e .
Etapa 2.2.17.3
Combine os termos.
Etapa 2.2.17.3.1
Combine e .
Etapa 2.2.17.3.2
Reescreva como um produto.
Etapa 2.2.17.3.3
Multiplique por .
Etapa 2.2.17.3.4
Multiplique por .
Etapa 2.2.17.3.5
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 2.2.17.3.5.1
Mova .
Etapa 2.2.17.3.5.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 2.2.17.3.5.3
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.2.17.3.5.4
Some e .
Etapa 2.2.17.4
Fatore de .
Etapa 2.2.17.5
Reescreva como .
Etapa 2.2.17.6
Fatore de .
Etapa 2.2.17.7
Reescreva como .
Etapa 2.2.17.8
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.2.17.9
Multiplique por .
Etapa 2.2.17.10
Multiplique por .
Etapa 2.3
A segunda derivada de com relação a é .
Etapa 3
Etapa 3.1
Defina a segunda derivada como igual a .
Etapa 3.2
Defina o numerador como igual a zero.
Etapa 3.3
Resolva a equação para .
Etapa 3.3.1
Divida cada termo em por e simplifique.
Etapa 3.3.1.1
Divida cada termo em por .
Etapa 3.3.1.2
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 3.3.1.2.1
Cancele o fator comum de .
Etapa 3.3.1.2.1.1
Cancele o fator comum.
Etapa 3.3.1.2.1.2
Divida por .
Etapa 3.3.1.3
Simplifique o lado direito.
Etapa 3.3.1.3.1
Divida por .
Etapa 3.3.2
Some aos dois lados da equação.
Etapa 4
Etapa 4.1
Substitua em para encontrar o valor de .
Etapa 4.1.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 4.1.2
Simplifique o resultado.
Etapa 4.1.2.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.2.2
Subtraia de .
Etapa 4.1.2.3
A resposta final é .
Etapa 4.2
O ponto encontrado ao substituir em é . Ele pode ser um ponto de inflexão.
Etapa 5
Divida em intervalos em torno dos pontos que poderiam ser pontos de inflexão.
Etapa 6
Etapa 6.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 6.2
Simplifique o resultado.
Etapa 6.2.1
Subtraia de .
Etapa 6.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 6.2.2.1
Multiplique por .
Etapa 6.2.2.2
Subtraia de .
Etapa 6.2.3
Simplifique a expressão.
Etapa 6.2.3.1
Multiplique por .
Etapa 6.2.3.2
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 6.2.4
A resposta final é .
Etapa 6.3
Em , a segunda derivada é . Por ser positiva, a segunda derivada aumenta no intervalo .
Acréscimo em , pois
Acréscimo em , pois
Etapa 7
Etapa 7.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 7.2
Simplifique o resultado.
Etapa 7.2.1
Subtraia de .
Etapa 7.2.2
Simplifique o denominador.
Etapa 7.2.2.1
Multiplique por .
Etapa 7.2.2.2
Subtraia de .
Etapa 7.2.3
Multiplique por .
Etapa 7.2.4
A resposta final é .
Etapa 7.3
Em , a segunda derivada é . Por ser negativa, a segunda derivada diminui no intervalo .
Decréscimo em , pois
Decréscimo em , pois
Etapa 8
O ponto de inflexão é um ponto em uma curva em que a concavidade muda do sinal de adição para o de subtração ou vice-versa. Neste caso, o ponto de inflexão é .
Etapa 9