Algebra Beispiele

Ermittle den Maximum-/Minimumwert y=-1+6cos((2pi)/7(x-5))
Schritt 1
Ermittle die erste Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.2.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.4
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.2.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.2.7
Addiere und .
Schritt 1.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.9
Kombiniere und .
Schritt 1.2.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.11
Kombiniere und .
Schritt 1.2.12
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.13
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 1.3
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.3.2
Vereine die Terme
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.3.2.1
Kombiniere und .
Schritt 1.3.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.2.3
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 1.3.2.4
Kombiniere und .
Schritt 1.3.2.5
Subtrahiere von .
Schritt 2
Ermittle die zweite Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1
Kombiniere und .
Schritt 2.3.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.3.3
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.3.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.7
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.3.8
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.8.1
Addiere und .
Schritt 2.3.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.8.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Potenziere mit .
Schritt 2.5
Potenziere mit .
Schritt 2.6
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.7
Addiere und .
Schritt 2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 5
Löse die Gleichung nach auf.
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Schritt 5.1
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.1.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.1.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.1.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 5.1.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.3.1
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.1.3.1.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.3.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.1.3.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.1.3.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.1.3.2
Dividiere durch .
Schritt 5.2
Wende den inversen Sinus auf beide Seiten der Gleichung an, um aus dem Sinus herauszuziehen.
Schritt 5.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.3.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 5.4
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 5.5
Da der Ausdruck auf jeder Seite der Gleichung den gleichen Nenner hat, müssen die Zähler gleich sein.
Schritt 5.6
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.6.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.6.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.6.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.6.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 5.6.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.3.1
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.6.3.1.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.3.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.6.3.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.6.3.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.6.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.6.3.2.2
Dividiere durch .
Schritt 5.7
Die Sinusfunktion ist positiv im ersten und zweiten Quadranten. Um die zweite Lösung zu ermitteln, subtrahiere den Referenzwinkel von , um die Lösung im zweiten Quadranten zu finden.
Schritt 5.8
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.1
Subtrahiere von .
Schritt 5.8.2
Bringe alle Terme, die nicht enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.2.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 5.8.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 5.8.2.3
Kombiniere und .
Schritt 5.8.2.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 5.8.2.5
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.2.5.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 5.8.2.5.2
Addiere und .
Schritt 5.8.3
Da der Ausdruck auf jeder Seite der Gleichung den gleichen Nenner hat, müssen die Zähler gleich sein.
Schritt 5.8.4
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.4.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.8.4.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.4.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.8.4.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.8.4.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.4.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.8.4.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 5.8.4.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.4.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.4.3.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.8.4.3.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.9
Die Lösung der Gleichung .
Schritt 6
Berechne die zweite Ableitung an der Stelle . Wenn die zweite Ableitung positiv ist, dann ist dies ein lokales Minimum. Wenn sie negativ ist, dann ist dies ein lokales Maximum.
Schritt 7
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.2.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 7.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 7.2.3
Dividiere durch .
Schritt 7.2.4
Der genau Wert von ist .
Schritt 7.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 8
ist ein lokales Maximum, weil der Wert der zweiten Ableitung negativ ist. Dies wird auch Prüfung der zweiten Ableitung genannt.
ist ein lokales Maximum
Schritt 9
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 9.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.1.1
Subtrahiere von .
Schritt 9.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.3
Der genau Wert von ist .
Schritt 9.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2
Addiere und .
Schritt 9.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 10
Berechne die zweite Ableitung an der Stelle . Wenn die zweite Ableitung positiv ist, dann ist dies ein lokales Minimum. Wenn sie negativ ist, dann ist dies ein lokales Maximum.
Schritt 11
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.1.1
Kombiniere und .
Schritt 11.1.2
Kombiniere und .
Schritt 11.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.3
Vereinfache den Ausdruck durch Kürzen der gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.3.1
Vereinfache den Ausdruck durch Kürzen der gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.3.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.3.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.3.1.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.3.2
Dividiere durch .
Schritt 11.4
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.4.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 11.4.2
Subtrahiere von .
Schritt 11.4.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.4.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.4.3.2
Dividiere durch .
Schritt 11.4.4
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest. Kehre das Vorzeichen des Ausdrucks um, da der Kosinus im zweiten Quadranten negativ ist.
Schritt 11.4.5
Der genau Wert von ist .
Schritt 11.4.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.4.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.5
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 11.6
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12
ist ein lokales Minimum, weil der Wert der zweiten Ableitung positiv ist. Dies wird auch der Prüfung der zweiten Ableitung genannt.
ist ein lokales Minimum
Schritt 13
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 13.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.1.1
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 13.2.1.2
Kombiniere und .
Schritt 13.2.1.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 13.2.1.4
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.2.1.4.2
Subtrahiere von .
Schritt 13.2.1.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.1.5.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 13.2.1.5.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 13.2.1.5.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 13.2.1.6
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.1.6.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 13.2.1.6.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 13.2.1.7
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest. Kehre das Vorzeichen des Ausdrucks um, da der Kosinus im zweiten Quadranten negativ ist.
Schritt 13.2.1.8
Der genau Wert von ist .
Schritt 13.2.1.9
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.1.9.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.2.1.9.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 13.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 14
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
Schritt 15