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Cálculo Exemplos
Etapa 1
Etapa 1.1
Use para reescrever como .
Etapa 1.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 1.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 1.3
Diferencie.
Etapa 1.3.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.3.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 1.3.4
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 1.4
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 1.5
Combine e .
Etapa 1.6
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 1.7
Simplifique o numerador.
Etapa 1.7.1
Multiplique por .
Etapa 1.7.2
Subtraia de .
Etapa 1.8
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 1.9
Combine e .
Etapa 1.10
Combine e .
Etapa 1.11
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 1.12
Fatore de .
Etapa 1.13
Cancele os fatores comuns.
Etapa 1.13.1
Fatore de .
Etapa 1.13.2
Cancele o fator comum.
Etapa 1.13.3
Reescreva a expressão.
Etapa 1.14
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 1.15
Simplifique.
Etapa 1.15.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.15.2
Multiplique por .
Etapa 1.15.3
Reordene os fatores de .
Etapa 1.15.4
Expanda usando o método FOIL.
Etapa 1.15.4.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.15.4.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.15.4.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 1.15.5
Simplifique e combine termos semelhantes.
Etapa 1.15.5.1
Simplifique cada termo.
Etapa 1.15.5.1.1
Multiplique por .
Etapa 1.15.5.1.2
Multiplique por .
Etapa 1.15.5.1.3
Multiplique .
Etapa 1.15.5.1.3.1
Multiplique por .
Etapa 1.15.5.1.3.2
Combine e .
Etapa 1.15.5.1.3.3
Combine e .
Etapa 1.15.5.1.4
Mova para o numerador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 1.15.5.1.5
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 1.15.5.1.5.1
Mova .
Etapa 1.15.5.1.5.2
Multiplique por .
Etapa 1.15.5.1.5.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 1.15.5.1.5.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 1.15.5.1.5.3
Escreva como uma fração com um denominador comum.
Etapa 1.15.5.1.5.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 1.15.5.1.5.5
Some e .
Etapa 1.15.5.1.6
Cancele o fator comum de .
Etapa 1.15.5.1.6.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 1.15.5.1.6.2
Fatore de .
Etapa 1.15.5.1.6.3
Cancele o fator comum.
Etapa 1.15.5.1.6.4
Reescreva a expressão.
Etapa 1.15.5.1.7
Multiplique por .
Etapa 1.15.5.2
Subtraia de .
Etapa 2
Etapa 2.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 2.2
Avalie .
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 da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.2.3
Multiplique por .
Etapa 2.3
Avalie .
Etapa 2.3.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 2.3.3
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 2.3.4
Combine e .
Etapa 2.3.5
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 2.3.6
Simplifique o numerador.
Etapa 2.3.6.1
Multiplique por .
Etapa 2.3.6.2
Subtraia de .
Etapa 2.3.7
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.3.8
Combine e .
Etapa 2.3.9
Combine e .
Etapa 2.3.10
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 2.3.11
Fatore de .
Etapa 2.3.12
Cancele os fatores comuns.
Etapa 2.3.12.1
Fatore de .
Etapa 2.3.12.2
Cancele o fator comum.
Etapa 2.3.12.3
Reescreva a expressão.
Etapa 2.3.13
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 2.4
Diferencie usando a regra da constante.
Etapa 2.4.1
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 2.4.2
Some e .
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
Use para reescrever como .
Etapa 4.1.2
Diferencie usando a regra da cadeia, que determina que é , em que e .
Etapa 4.1.2.1
Para aplicar a regra da cadeia, defina como .
Etapa 4.1.2.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.2.3
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 4.1.3
Diferencie.
Etapa 4.1.3.1
De acordo com a regra da soma, a derivada de com relação a é .
Etapa 4.1.3.2
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.3.3
Como é constante em relação a , a derivada de em relação a é .
Etapa 4.1.3.4
Diferencie usando a regra da multiplicação de potências, que determina que é , em que .
Etapa 4.1.4
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 4.1.5
Combine e .
Etapa 4.1.6
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 4.1.7
Simplifique o numerador.
Etapa 4.1.7.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.7.2
Subtraia de .
Etapa 4.1.8
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 4.1.9
Combine e .
Etapa 4.1.10
Combine e .
Etapa 4.1.11
Mova para o denominador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 4.1.12
Fatore de .
Etapa 4.1.13
Cancele os fatores comuns.
Etapa 4.1.13.1
Fatore de .
Etapa 4.1.13.2
Cancele o fator comum.
Etapa 4.1.13.3
Reescreva a expressão.
Etapa 4.1.14
Mova o número negativo para a frente da fração.
Etapa 4.1.15
Simplifique.
Etapa 4.1.15.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.15.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.15.3
Reordene os fatores de .
Etapa 4.1.15.4
Expanda usando o método FOIL.
Etapa 4.1.15.4.1
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.15.4.2
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.15.4.3
Aplique a propriedade distributiva.
Etapa 4.1.15.5
Simplifique e combine termos semelhantes.
Etapa 4.1.15.5.1
Simplifique cada termo.
Etapa 4.1.15.5.1.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.15.5.1.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.15.5.1.3
Multiplique .
Etapa 4.1.15.5.1.3.1
Multiplique por .
Etapa 4.1.15.5.1.3.2
Combine e .
Etapa 4.1.15.5.1.3.3
Combine e .
Etapa 4.1.15.5.1.4
Mova para o numerador usando a regra do expoente negativo .
Etapa 4.1.15.5.1.5
Multiplique por somando os expoentes.
Etapa 4.1.15.5.1.5.1
Mova .
Etapa 4.1.15.5.1.5.2
Multiplique por .
Etapa 4.1.15.5.1.5.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 4.1.15.5.1.5.2.2
Use a regra da multiplicação de potências para combinar expoentes.
Etapa 4.1.15.5.1.5.3
Escreva como uma fração com um denominador comum.
Etapa 4.1.15.5.1.5.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 4.1.15.5.1.5.5
Some e .
Etapa 4.1.15.5.1.6
Cancele o fator comum de .
Etapa 4.1.15.5.1.6.1
Mova o negativo de maior ordem em para o numerador.
Etapa 4.1.15.5.1.6.2
Fatore de .
Etapa 4.1.15.5.1.6.3
Cancele o fator comum.
Etapa 4.1.15.5.1.6.4
Reescreva a expressão.
Etapa 4.1.15.5.1.7
Multiplique por .
Etapa 4.1.15.5.2
Subtraia de .
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
Fatore o lado esquerdo da equação.
Etapa 5.2.1
Reescreva como .
Etapa 5.2.2
Deixe . Substitua em todas as ocorrências de .
Etapa 5.2.3
Fatore de .
Etapa 5.2.3.1
Fatore de .
Etapa 5.2.3.2
Fatore de .
Etapa 5.2.3.3
Fatore de .
Etapa 5.2.3.4
Fatore de .
Etapa 5.2.3.5
Fatore de .
Etapa 5.2.4
Fatore.
Etapa 5.2.4.1
Fatore usando o método AC.
Etapa 5.2.4.1.1
Considere a forma . Encontre um par de números inteiros cujo produto é e cuja soma é . Neste caso, cujo produto é e cuja soma é .
Etapa 5.2.4.1.2
Escreva a forma fatorada usando estes números inteiros.
Etapa 5.2.4.2
Remova os parênteses desnecessários.
Etapa 5.2.5
Substitua todas as ocorrências de por .
Etapa 5.3
Se qualquer fator individual no lado esquerdo da equação for igual a , toda a expressão será igual a .
Etapa 5.4
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 5.4.1
Defina como igual a .
Etapa 5.4.2
Resolva para .
Etapa 5.4.2.1
Some aos dois lados da equação.
Etapa 5.4.2.2
Eleve cada lado da equação à potência de para eliminar o expoente fracionário no lado esquerdo.
Etapa 5.4.2.3
Simplifique o expoente.
Etapa 5.4.2.3.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.4.2.3.1.1
Simplifique .
Etapa 5.4.2.3.1.1.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 5.4.2.3.1.1.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 5.4.2.3.1.1.1.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.4.2.3.1.1.1.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.4.2.3.1.1.1.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.4.2.3.1.1.2
Simplifique.
Etapa 5.4.2.3.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.4.2.3.2.1
Eleve à potência de .
Etapa 5.5
Defina como igual a e resolva para .
Etapa 5.5.1
Defina como igual a .
Etapa 5.5.2
Resolva para .
Etapa 5.5.2.1
Some aos dois lados da equação.
Etapa 5.5.2.2
Eleve cada lado da equação à potência de para eliminar o expoente fracionário no lado esquerdo.
Etapa 5.5.2.3
Simplifique o expoente.
Etapa 5.5.2.3.1
Simplifique o lado esquerdo.
Etapa 5.5.2.3.1.1
Simplifique .
Etapa 5.5.2.3.1.1.1
Multiplique os expoentes em .
Etapa 5.5.2.3.1.1.1.1
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 5.5.2.3.1.1.1.2
Cancele o fator comum de .
Etapa 5.5.2.3.1.1.1.2.1
Cancele o fator comum.
Etapa 5.5.2.3.1.1.1.2.2
Reescreva a expressão.
Etapa 5.5.2.3.1.1.2
Simplifique.
Etapa 5.5.2.3.2
Simplifique o lado direito.
Etapa 5.5.2.3.2.1
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 5.6
A solução final são todos os valores que tornam verdadeiro.
Etapa 6
Etapa 6.1
Converta expressões com expoentes fracionários em radicais.
Etapa 6.1.1
Aplique a regra para reescrever a exponenciação como um radical.
Etapa 6.1.2
Qualquer número elevado a é a própria base.
Etapa 6.2
Defina o radicando em como menor do que para encontrar onde a expressão está indefinida.
Etapa 6.3
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 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 denominador.
Etapa 9.1.1
Reescreva como .
Etapa 9.1.2
Aplique a regra da multiplicação de potências e multiplique os expoentes, .
Etapa 9.1.3
Cancele o fator comum de .
Etapa 9.1.3.1
Cancele o fator comum.
Etapa 9.1.3.2
Reescreva a expressão.
Etapa 9.1.4
Avalie o expoente.
Etapa 9.2
Para escrever como fração com um denominador comum, multiplique por .
Etapa 9.3
Combine e .
Etapa 9.4
Combine os numeradores em relação ao denominador comum.
Etapa 9.5
Simplifique o numerador.
Etapa 9.5.1
Multiplique por .
Etapa 9.5.2
Subtraia de .
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
Reescreva como .
Etapa 11.2.1.2
Elimine os termos abaixo do radical, presumindo que sejam números reais positivos.
Etapa 11.2.1.3
Multiplique por .
Etapa 11.2.2
Simplifique a expressão.
Etapa 11.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 11.2.2.2
Elevar a qualquer potência positiva produz .
Etapa 11.2.3
A resposta final é .
Etapa 12
Avalie a segunda derivada em . Se a segunda derivada for positiva, este será um mínimo local. Se for negativa, será um máximo local.
Etapa 13
Etapa 13.1
Simplifique cada termo.
Etapa 13.1.1
Um elevado a qualquer potência é um.
Etapa 13.1.2
Divida por .
Etapa 13.1.3
Multiplique por .
Etapa 13.2
Subtraia de .
Etapa 14
é um máximo local, porque o valor da segunda derivada é negativo. Isso é conhecido como teste da segunda derivada.
é um máximo local
Etapa 15
Etapa 15.1
Substitua a variável por na expressão.
Etapa 15.2
Simplifique o resultado.
Etapa 15.2.1
Simplifique cada termo.
Etapa 15.2.1.1
Qualquer raiz de é .
Etapa 15.2.1.2
Multiplique por .
Etapa 15.2.2
Simplifique a expressão.
Etapa 15.2.2.1
Subtraia de .
Etapa 15.2.2.2
Eleve à potência de .
Etapa 15.2.3
A resposta final é .
Etapa 16
Esses são os extremos locais para .
é um mínimo local
é um máximo local
Etapa 17