Cálculo Exemplos

$\int_{6 x}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$

Etapa 1

Divida a integral em duas integrais, em que $c$ é um valor entre $6 x$ e $7 x$ .

$\frac{d}{d x} [\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u + \int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Etapa 2

De acordo com a regra da soma, a derivada de $\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u + \int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$ com relação a $x$ é $\frac{d}{d x} [\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u] + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$ .

$\frac{d}{d x} [\int_{6 x}^{c} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u] + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Etapa 3

Troque os limites de integração.

$\frac{d}{d x} [- \int_{c}^{6 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u] + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Etapa 4

Calcule a derivada de $- \int_{c}^{6 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$ com relação a $x$ usando o teorema fundamental do cálculo e a regra da cadeia.

$\frac{d}{d x} [6 x] (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Etapa 5

Diferencie.

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Etapa 5.1

Como $6$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $6 x$ em relação a $x$ é $6 \frac{d}{d x} [x]$ .

$6 \frac{d}{d x} [x] (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Etapa 5.2

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$6 \cdot 1 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Etapa 5.3

Multiplique $6$ por $1$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u]$

Etapa 6

Calcule a derivada de $\int_{c}^{7 x} \frac{u^{2} - 5}{u^{2} + 5} d u$ com relação a $x$ usando o teorema fundamental do cálculo e a regra da cadeia.

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + \frac{d}{d x} [7 x] \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7

Diferencie.

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Etapa 7.1

Como $7$ é constante em relação a $x$ , a derivada de $7 x$ em relação a $x$ é $7 \frac{d}{d x} [x]$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{d}{d x} [x] \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.2

Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ é $n x^{n - 1}$ , em que $n = 1$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \cdot 1 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3

Simplifique os termos.

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Etapa 7.3.1

Multiplique $7$ por $1$ .

$6 (- \frac{{(6 x)}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.2

Fatore $6$ de $6 x$ .

$6 (- \frac{{(6 (x))}^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.3

Simplifique a expressão.

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Etapa 7.3.3.1

Aplique a regra do produto a $6 (x)$ .

$6 (- \frac{6^{2} x^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.3.2

Eleve $6$ à potência de $2$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{{(6 x)}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.4

Fatore $6$ de $6 x$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{{(6 (x))}^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.5

Simplifique a expressão.

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Etapa 7.3.5.1

Aplique a regra do produto a $6 (x)$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{6^{2} x^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.5.2

Eleve $6$ à potência de $2$ .

$6 (- \frac{36 x^{2} - 5}{36 x^{2} + 5}) + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.5.3

Multiplique $- 1$ por $6$ .

$- 6 \frac{36 x^{2} - 5}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.6

Combine $- 6$ e $\frac{36 x^{2} - 5}{36 x^{2} + 5}$ .

$\frac{- 6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.7

Mova o número negativo para a frente da fração.

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 x)}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.8

Fatore $7$ de $7 x$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{{(7 (x))}^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.9

Simplifique a expressão.

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Etapa 7.3.9.1

Aplique a regra do produto a $7 (x)$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{7^{2} x^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.9.2

Eleve $7$ à potência de $2$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{{(7 x)}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.10

Fatore $7$ de $7 x$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{{(7 (x))}^{2} + 5}$

Etapa 7.3.11

Simplifique a expressão.

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Etapa 7.3.11.1

Aplique a regra do produto a $7 (x)$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{7^{2} x^{2} + 5}$

Etapa 7.3.11.2

Eleve $7$ à potência de $2$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + 7 \frac{49 x^{2} - 5}{49 x^{2} + 5}$

Etapa 7.3.12

Combine $7$ e $\frac{49 x^{2} - 5}{49 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$

Etapa 8

Para escrever $- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5}$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} \cdot \frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$

Etapa 9

Para escrever $\frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$ como fração com um denominador comum, multiplique por $\frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5} \cdot \frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5} \cdot \frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$

Etapa 10

Escreva cada expressão com um denominador comum de $(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)$ , multiplicando cada um por um fator apropriado de $1$ .

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Etapa 10.1

Multiplique $\frac{6 (36 x^{2} - 5)}{36 x^{2} + 5}$ por $\frac{49 x^{2} + 5}{49 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)} + \frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5} \cdot \frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$

Etapa 10.2

Multiplique $\frac{7 (49 x^{2} - 5)}{49 x^{2} + 5}$ por $\frac{36 x^{2} + 5}{36 x^{2} + 5}$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)} + \frac{7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(49 x^{2} + 5) (36 x^{2} + 5)}$

Etapa 10.3

Reordene os fatores de $(49 x^{2} + 5) (36 x^{2} + 5)$ .

$- \frac{6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)} + \frac{7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 11

Combine os numeradores em relação ao denominador comum.

$\frac{- 6 (36 x^{2} - 5) (49 x^{2} + 5) + 7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12

Simplifique.

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Etapa 12.1

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{(- 6 (36 x^{2}) - 6 \cdot - 5) (49 x^{2} + 5) + 7 (49 x^{2} - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.2

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{(- 6 (36 x^{2}) - 6 \cdot - 5) (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3

Simplifique o numerador.

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Etapa 12.3.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 12.3.1.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 12.3.1.1.1

Multiplique $36$ por $- 6$ .

$\frac{(- 216 x^{2} - 6 \cdot - 5) (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.1.2

Multiplique $- 6$ por $- 5$ .

$\frac{(- 216 x^{2} + 30) (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.2

Expanda $(- 216 x^{2} + 30) (49 x^{2} + 5)$ usando o método FOIL.

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Etapa 12.3.1.2.1

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{- 216 x^{2} (49 x^{2} + 5) + 30 (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.2.2

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{- 216 x^{2} (49 x^{2}) - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2} + 5) + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.2.3

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{- 216 x^{2} (49 x^{2}) - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.3

Simplifique e combine termos semelhantes.

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Etapa 12.3.1.3.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 12.3.1.3.1.1

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$\frac{- 216 \cdot 49 x^{2} x^{2} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.3.1.2

Multiplique $x^{2}$ por $x^{2}$ somando os expoentes.

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Etapa 12.3.1.3.1.2.1

Mova $x^{2}$ .

$\frac{- 216 \cdot 49 (x^{2} x^{2}) - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.3.1.2.2

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$\frac{- 216 \cdot 49 x^{2 + 2} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.3.1.2.3

Some $2$ e $2$ .

$\frac{- 216 \cdot 49 x^{4} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.3.1.3

Multiplique $- 216$ por $49$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 216 x^{2} \cdot 5 + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.3.1.4

Multiplique $5$ por $- 216$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 1080 x^{2} + 30 (49 x^{2}) + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.3.1.5

Multiplique $49$ por $30$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 1080 x^{2} + 1470 x^{2} + 30 \cdot 5 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.3.1.6

Multiplique $30$ por $5$ .

$\frac{- 10584 x^{4} - 1080 x^{2} + 1470 x^{2} + 150 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.3.2

Some $- 1080 x^{2}$ e $1470 x^{2}$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + (7 (49 x^{2}) + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.4

Simplifique cada termo.

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Etapa 12.3.1.4.1

Multiplique $49$ por $7$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + (343 x^{2} + 7 \cdot - 5) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.4.2

Multiplique $7$ por $- 5$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + (343 x^{2} - 35) (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.5

Expanda $(343 x^{2} - 35) (36 x^{2} + 5)$ usando o método FOIL.

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Etapa 12.3.1.5.1

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 x^{2} (36 x^{2} + 5) - 35 (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.5.2

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 x^{2} (36 x^{2}) + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2} + 5)}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.5.3

Aplique a propriedade distributiva.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 x^{2} (36 x^{2}) + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.6

Simplifique e combine termos semelhantes.

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Etapa 12.3.1.6.1

Simplifique cada termo.

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Etapa 12.3.1.6.1.1

Reescreva usando a propriedade comutativa da multiplicação.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 x^{2} x^{2} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.6.1.2

Multiplique $x^{2}$ por $x^{2}$ somando os expoentes.

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Etapa 12.3.1.6.1.2.1

Mova $x^{2}$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 (x^{2} x^{2}) + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.6.1.2.2

Use a regra da multiplicação de potências $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ para combinar expoentes.

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 x^{2 + 2} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.6.1.2.3

Some $2$ e $2$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 343 \cdot 36 x^{4} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.6.1.3

Multiplique $343$ por $36$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 343 x^{2} \cdot 5 - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.6.1.4

Multiplique $5$ por $343$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 1715 x^{2} - 35 (36 x^{2}) - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.6.1.5

Multiplique $36$ por $- 35$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 1715 x^{2} - 1260 x^{2} - 35 \cdot 5}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.6.1.6

Multiplique $- 35$ por $5$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 1715 x^{2} - 1260 x^{2} - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.1.6.2

Subtraia $1260 x^{2}$ de $1715 x^{2}$ .

$\frac{- 10584 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 12348 x^{4} + 455 x^{2} - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.2

Some $- 10584 x^{4}$ e $12348 x^{4}$ .

$\frac{1764 x^{4} + 390 x^{2} + 150 + 455 x^{2} - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.3

Some $390 x^{2}$ e $455 x^{2}$ .

$\frac{1764 x^{4} + 845 x^{2} + 150 - 175}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$

Etapa 12.3.4

Subtraia $175$ de $150$ .

$\frac{1764 x^{4} + 845 x^{2} - 25}{(36 x^{2} + 5) (49 x^{2} + 5)}$