Analysis Beispiele

Bestimme die Konkavität f(x)=x^2|x|
Schritt 1
Find the values where the second derivative is equal to .
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Schritt 1.1
Bestimme die zweite Ableitung.
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Schritt 1.1.1
Bestimme die erste Ableitung.
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Schritt 1.1.1.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.1.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.1.1.3
Kombiniere und .
Schritt 1.1.1.4
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 1.1.1.4.1
Mutltipliziere mit .
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Schritt 1.1.1.4.1.1
Potenziere mit .
Schritt 1.1.1.4.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.1.4.2
Addiere und .
Schritt 1.1.1.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.1.6
Stelle die Terme um.
Schritt 1.1.2
Bestimme die zweite Ableitung.
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Schritt 1.1.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.2.2
Berechne .
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Schritt 1.1.2.2.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2.2.3
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.1.2.2.4
Kombiniere und .
Schritt 1.1.2.2.5
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 1.1.2.2.5.1
Mutltipliziere mit .
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Schritt 1.1.2.2.5.1.1
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.2.5.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.2.5.2
Addiere und .
Schritt 1.1.2.3
Berechne .
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Schritt 1.1.2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.1.2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.2.3.3
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.1.2.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2.3.5
Kombiniere und .
Schritt 1.1.2.3.6
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.3.7
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.3.8
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.3.9
Addiere und .
Schritt 1.1.2.3.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.4
Vereinfache.
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Schritt 1.1.2.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.4.2
Vereine die Terme
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Schritt 1.1.2.4.2.1
Kombiniere und .
Schritt 1.1.2.4.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 1.1.2.4.2.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 1.1.2.4.2.4
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 1.1.2.4.2.4.1
Bewege .
Schritt 1.1.2.4.2.4.2
Mutltipliziere mit .
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Schritt 1.1.2.4.2.4.2.1
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.4.2.4.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.4.2.4.3
Addiere und .
Schritt 1.1.2.4.3
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 1.1.2.4.3.1
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 1.1.2.4.3.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 1.1.2.4.3.1.2
Stelle die Terme um.
Schritt 1.1.2.4.3.1.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 1.1.2.4.3.1.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 1.1.2.4.3.1.5
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 1.1.2.4.3.1.5.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 1.1.2.4.3.1.5.1.1
Bewege .
Schritt 1.1.2.4.3.1.5.1.2
Mutltipliziere mit .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.2.4.3.1.5.1.2.1
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.4.3.1.5.1.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.4.3.1.5.1.3
Addiere und .
Schritt 1.1.2.4.3.1.5.2
Entferne den Absolutwert in , da Exponentation mit geradzahligen Potenzen immer in positiven Werten resultiert.
Schritt 1.1.2.4.3.1.5.3
Addiere und .
Schritt 1.1.2.4.3.1.6
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 1.1.2.4.3.1.7
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 1.1.2.4.3.1.8
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 1.1.2.4.3.1.8.1
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 1.1.2.4.3.1.8.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.2
Multipliziere .
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Schritt 1.1.2.4.3.1.8.2.1
Um Absolutwerte zu multiplizieren, multipliziere die Terme innerhalb jedes Absolutwerts.
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.2.2
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.2.3
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.2.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.2.5
Addiere und .
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.3
Entferne nicht-negative Terme aus dem Absolutwert.
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.4
Addiere und .
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.5
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 1.1.2.4.3.1.8.5.1
Bewege .
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.5.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.4.3.1.8.5.3
Addiere und .
Schritt 1.1.2.4.3.1.9
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.1.2.4.3.2
Entferne den Absolutwert in , da Exponentation mit geradzahligen Potenzen immer in positiven Werten resultiert.
Schritt 1.1.2.4.3.3
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 1.1.2.4.3.4
Kombinieren.
Schritt 1.1.2.4.3.5
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
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Schritt 1.1.2.4.3.5.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.4.3.5.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
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Schritt 1.1.2.4.3.5.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.4.3.5.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.1.2.4.3.5.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.1.2.4.3.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.4.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 1.1.2.4.5
Addiere und .
Schritt 1.1.3
Die zweite Ableitung von nach ist .
Schritt 1.2
Setze die zweite Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
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Schritt 1.2.1
Setze die zweite Ableitung gleich .
Schritt 1.2.2
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 1.2.3
Löse die Gleichung nach auf.
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Schritt 1.2.3.1
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
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Schritt 1.2.3.1.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 1.2.3.1.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 1.2.3.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 1.2.3.1.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.2.3.1.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 1.2.3.1.3
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 1.2.3.1.3.1
Dividiere durch .
Schritt 1.2.3.2
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 1.2.3.3
Vereinfache .
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Schritt 1.2.3.3.1
Schreibe als um.
Schritt 1.2.3.3.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 1.2.3.3.3
Plus oder Minus ist .
Schritt 1.2.4
Schließe die Lösungen aus, die nicht erfüllen.
Schritt 2
Der Definitionsbereich umfasst alle reellen Zahlen, ausgenommen jene, für die der Ausdruck nicht definiert ist. In diesem Fall gibt es keine reellen Zahlen, für die der Ausdruck nicht definiert ist.
Intervallschreibweise:
Aufzählende bzw. beschreibende Mengenschreibweise:
Schritt 3
Der Graph ist konvex, da die zweite Ableitung positiv ist.
Der Graph ist konvex
Schritt 4