Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 2.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.1.2
Berechne .
Schritt 2.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.2.3
Kombiniere und .
Schritt 2.1.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.2.5
Kombiniere und .
Schritt 2.1.2.6
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 2.1.2.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.1.2.6.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 2.1.2.6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.1.2.6.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.1.2.6.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.1.3
Berechne .
Schritt 2.1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2
Bestimme die zweite Ableitung.
Schritt 2.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.2
Berechne .
Schritt 2.2.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.2.3
Kombiniere und .
Schritt 2.2.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.2.5
Kombiniere und .
Schritt 2.2.2.6
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 2.2.2.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.2.6.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 2.2.2.6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.2.6.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.2.2.6.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.2.2.6.2.4
Dividiere durch .
Schritt 2.2.3
Berechne .
Schritt 2.2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3
Die zweite Ableitung von nach ist .
Schritt 3
Schritt 3.1
Setze die zweite Ableitung gleich .
Schritt 3.2
Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.
Schritt 3.2.1
Schreibe als um.
Schritt 3.2.2
Es sei . Ersetze für alle .
Schritt 3.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.2.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.2.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.2.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.2.4
Ersetze alle durch .
Schritt 3.3
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 3.4
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 3.4.1
Setze gleich .
Schritt 3.4.2
Löse nach auf.
Schritt 3.4.2.1
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 3.4.2.2
Vereinfache .
Schritt 3.4.2.2.1
Schreibe als um.
Schritt 3.4.2.2.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 3.4.2.2.3
Plus oder Minus ist .
Schritt 3.5
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 3.5.1
Setze gleich .
Schritt 3.5.2
Löse nach auf.
Schritt 3.5.2.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 3.5.2.2
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 3.5.2.3
Vereinfache .
Schritt 3.5.2.3.1
Schreibe als um.
Schritt 3.5.2.3.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 3.5.2.4
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 3.5.2.4.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 3.5.2.4.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 3.5.2.4.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 3.6
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 4
Schritt 4.1
Ersetze in , um den Wert von zu ermitteln.
Schritt 4.1.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 4.1.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 4.1.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 4.1.2.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 4.1.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.1.3
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 4.1.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.2
Addiere und .
Schritt 4.1.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 4.2
Der Punkt, der durch Einsetzen von in ermittelt werden kann, ist . Dieser Punkt kann ein Wendepunkt sein.
Schritt 4.3
Ersetze in , um den Wert von zu ermitteln.
Schritt 4.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 4.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 4.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 4.3.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 4.3.2.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 4.3.2.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.3.2.1.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.3.2.1.2.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.3.2.1.2.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.3.2.1.3
Kombiniere und .
Schritt 4.3.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.3.2.1.5
Potenziere mit .
Schritt 4.3.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.3.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 4.3.2.3
Kombiniere und .
Schritt 4.3.2.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 4.3.2.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 4.3.2.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.3.2.5.2
Subtrahiere von .
Schritt 4.3.2.6
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 4.3.2.7
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 4.4
Der Punkt, der durch Einsetzen von in ermittelt werden kann, ist . Dieser Punkt kann ein Wendepunkt sein.
Schritt 4.5
Ersetze in , um den Wert von zu ermitteln.
Schritt 4.5.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 4.5.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 4.5.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 4.5.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 4.5.2.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 4.5.2.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.5.2.1.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.5.2.1.2.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.5.2.1.2.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.5.2.1.3
Kombiniere und .
Schritt 4.5.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.5.2.1.5
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 4.5.2.1.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.5.2.1.5.1.1
Potenziere mit .
Schritt 4.5.2.1.5.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.5.2.1.5.2
Addiere und .
Schritt 4.5.2.1.6
Potenziere mit .
Schritt 4.5.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 4.5.2.3
Kombiniere und .
Schritt 4.5.2.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 4.5.2.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 4.5.2.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.5.2.5.2
Subtrahiere von .
Schritt 4.5.2.6
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 4.5.2.7
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 4.6
Der Punkt, der durch Einsetzen von in ermittelt werden kann, ist . Dieser Punkt kann ein Wendepunkt sein.
Schritt 4.7
Bestimme die Punkte, die Wendepunkte sein könnten.
Schritt 5
Teile in Intervalle um die Punkte herum, die potentiell Wendepunkte sein könnten.
Schritt 6
Schritt 6.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 6.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 6.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 6.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.3
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 6.3
Bei ist die zweite Ableitung . Da dies positiv ist, steigt die zweite Ableitung auf dem Intervall .
Ansteigend im Intervall , da
Ansteigend im Intervall , da
Schritt 7
Schritt 7.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 7.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 7.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 7.2.1.1
Wende die Exponentenregel an, um den Exponenten zu verteilen.
Schritt 7.2.1.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 7.2.1.1.2
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 7.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.5
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.6
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 7.2.1.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.2.1.6.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.2.1.6.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 7.2.1.7
Wende die Exponentenregel an, um den Exponenten zu verteilen.
Schritt 7.2.1.7.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 7.2.1.7.2
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 7.2.1.8
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.10
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.11
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.12
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 7.2.1.12.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.2.1.12.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.2.1.12.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 7.2.1.13
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 7.2.3
Kombiniere und .
Schritt 7.2.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 7.2.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 7.2.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.5.2
Subtrahiere von .
Schritt 7.2.6
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 7.2.7
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 7.3
Bei , die zweite Ableitung ist . Da diese negativ ist, fällt die zweite Ableitung im Intervall
Abfallend im Intervall da
Abfallend im Intervall da
Schritt 8
Schritt 8.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 8.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 8.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 8.2.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 8.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 8.2.1.3
Potenziere mit .
Schritt 8.2.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 8.2.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.2.1.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 8.2.1.4.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 8.2.1.5
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 8.2.1.6
Potenziere mit .
Schritt 8.2.1.7
Potenziere mit .
Schritt 8.2.1.8
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 8.2.1.8.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.2.1.8.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 8.2.1.8.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 8.2.1.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 8.2.3
Kombiniere und .
Schritt 8.2.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 8.2.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 8.2.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.5.2
Subtrahiere von .
Schritt 8.2.6
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 8.2.7
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 8.3
Bei , die zweite Ableitung ist . Da diese negativ ist, fällt die zweite Ableitung im Intervall
Abfallend im Intervall da
Abfallend im Intervall da
Schritt 9
Schritt 9.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 9.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 9.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 9.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 9.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.3
Potenziere mit .
Schritt 9.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 9.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 9.3
Bei ist die zweite Ableitung . Da dies positiv ist, steigt die zweite Ableitung auf dem Intervall .
Ansteigend im Intervall , da
Ansteigend im Intervall , da
Schritt 10
Ein Wendepunkt ist ein Punkt auf einer Kurve, an dem die Konkavität das Vorzeichen von Plus zu Minus oder von Minus zu Plus ändert. In diesem Fall sind die Wendepunkte .
Schritt 11