Analysis Beispiele

Ermittle den Maximum-/Minimumwert f(x)=x^5-4x^3+x^2+2
Schritt 1
Ermittle die erste Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Differenziere.
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Schritt 1.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2
Berechne .
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Schritt 1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3
Differenziere.
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Schritt 1.3.1
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.3.3
Addiere und .
Schritt 2
Ermittle die zweite Ableitung der Funktion.
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Schritt 2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2
Berechne .
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Schritt 2.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3
Berechne .
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Schritt 2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Berechne .
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Schritt 2.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.4.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Bestimme die erste Ableitung.
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Schritt 4.1
Bestimme die erste Ableitung.
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Schritt 4.1.1
Differenziere.
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Schritt 4.1.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.1.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.2
Berechne .
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Schritt 4.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3
Differenziere.
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Schritt 4.1.3.1
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.3.3
Addiere und .
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Setze die erste Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
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Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Stelle jede Seite der Gleichung graphisch dar. Die Lösung ist der x-Wert des Schnittpunktes.
Schritt 6
Ermittle die Werte, wo die Ableitung nicht definiert ist.
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Schritt 6.1
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.
Schritt 7
Kritische Punkte zum auswerten.
Schritt 8
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 9
Berechne die zweite Ableitung.
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Schritt 9.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 9.1.1
Potenziere mit .
Schritt 9.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
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Schritt 9.2.1
Addiere und .
Schritt 9.2.2
Addiere und .
Schritt 10
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 11
Ermittele den y-Wert, wenn .
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Schritt 11.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.2
Vereinfache das Ergebnis.
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Schritt 11.2.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 11.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 11.2.2
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
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Schritt 11.2.2.1
Addiere und .
Schritt 11.2.2.2
Addiere und .
Schritt 11.2.2.3
Addiere und .
Schritt 11.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 12
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 13
Berechne die zweite Ableitung.
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Schritt 13.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 13.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.2
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.1
Addiere und .
Schritt 13.2.2
Addiere und .
Schritt 14
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 15
Ermittele den y-Wert, wenn .
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Schritt 15.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.2.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 15.2.1.2
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 15.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.1.4
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 15.2.2
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.2.2.1
Addiere und .
Schritt 15.2.2.2
Addiere und .
Schritt 15.2.2.3
Addiere und .
Schritt 15.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 16
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 17
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 17.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 17.1.1
Potenziere mit .
Schritt 17.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 17.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 17.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
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Schritt 17.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 17.2.2
Addiere und .
Schritt 18
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 19
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 19.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 19.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 19.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 19.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 19.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 19.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 19.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 19.2.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 19.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 19.2.2.2
Addiere und .
Schritt 19.2.2.3
Addiere und .
Schritt 19.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 20
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 21
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 21.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 21.1.1
Potenziere mit .
Schritt 21.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 21.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 21.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 21.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 21.2.2
Addiere und .
Schritt 22
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 23
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 23.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 23.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 23.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 23.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 23.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 23.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 23.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 23.2.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 23.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 23.2.2.2
Addiere und .
Schritt 23.2.2.3
Addiere und .
Schritt 23.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 24
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
Schritt 25