Analysis Beispiele

Ermittle die Wendepunkte y=x^2e^x
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Bestimme die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.1.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.4
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.4.1
Stelle die Terme um.
Schritt 2.1.4.2
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 2.2
Bestimme die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.2.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.2.2.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2.3.3
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.2.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.4
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.4.2
Addiere und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.4.2.1
Bewege .
Schritt 2.2.4.2.2
Addiere und .
Schritt 2.2.4.3
Stelle die Terme um.
Schritt 2.2.4.4
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 2.3
Die zweite Ableitung von nach ist .
Schritt 3
Setze die zweite Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1
Setze die zweite Ableitung gleich .
Schritt 3.2
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.2.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.2.5
Faktorisiere aus heraus.
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.1
Setze gleich .
Schritt 3.4.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.2.1
Berechne von beiden Seiten der Gleichung den natürlichen Logarithmus, um die Variable vom Exponenten zu entfernen.
Schritt 3.4.2.2
Die Gleichung kann nicht gelöst werden, da nicht definiert ist.
Undefiniert
Schritt 3.4.2.3
Es gibt keine Lösung für
Keine Lösung
Keine Lösung
Keine Lösung
Schritt 3.5
Setze gleich und löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.1
Setze gleich .
Schritt 3.5.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.1
Verwende die Quadratformel, um die Lösungen zu finden.
Schritt 3.5.2.2
Setze die Werte , und in die Quadratformel ein und löse nach auf.
Schritt 3.5.2.3
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.3.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.3.1.1
Potenziere mit .
Schritt 3.5.2.3.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.3.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.2.3.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.2.3.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 3.5.2.3.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.3.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.2.3.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 3.5.2.3.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 3.5.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.2.3.3
Vereinfache .
Schritt 3.5.2.4
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.4.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.4.1.1
Potenziere mit .
Schritt 3.5.2.4.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.4.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.2.4.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.2.4.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 3.5.2.4.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.4.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.2.4.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 3.5.2.4.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 3.5.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.2.4.3
Vereinfache .
Schritt 3.5.2.4.4
Ändere das zu .
Schritt 3.5.2.5
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.5.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.5.1.1
Potenziere mit .
Schritt 3.5.2.5.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.5.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.2.5.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.2.5.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 3.5.2.5.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.2.5.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.2.5.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 3.5.2.5.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 3.5.2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.2.5.3
Vereinfache .
Schritt 3.5.2.5.4
Ändere das zu .
Schritt 3.5.2.6
Die endgültige Lösung ist die Kombination beider Lösungen.
Schritt 3.6
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 4
Bestimme die Punkte, an denen die zweite Ableitung gleich ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1
Ersetze in , um den Wert von zu ermitteln.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 4.1.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.1
Schreibe als um.
Schritt 4.1.2.2
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.2.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.2.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.2.3
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.3.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.3.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 4.1.2.3.1.3
Kombiniere unter Anwendung der Produktregel für das Wurzelziehen.
Schritt 4.1.2.3.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.3.1.5
Schreibe als um.
Schritt 4.1.2.3.1.6
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 4.1.2.3.2
Addiere und .
Schritt 4.1.2.3.3
Subtrahiere von .
Schritt 4.1.2.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.2.5
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 4.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.1
Schreibe als um.
Schritt 4.3.2.2
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.3.2.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.3.2.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.3.2.3
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.3.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.3.2.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.3.2.3.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.3.2.3.1.4
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.3.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.3.2.3.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.3.2.3.1.4.3
Potenziere mit .
Schritt 4.3.2.3.1.4.4
Potenziere mit .
Schritt 4.3.2.3.1.4.5
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.3.2.3.1.4.6
Addiere und .
Schritt 4.3.2.3.1.5
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.3.1.5.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 4.3.2.3.1.5.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 4.3.2.3.1.5.3
Kombiniere und .
Schritt 4.3.2.3.1.5.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.3.1.5.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.3.2.3.1.5.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.3.2.3.1.5.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 4.3.2.3.2
Addiere und .
Schritt 4.3.2.3.3
Addiere und .
Schritt 4.3.2.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.3.2.5
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
Bestimme die Punkte, die Wendepunkte sein könnten.
Schritt 5
Teile in Intervalle um die Punkte herum, die potentiell Wendepunkte sein könnten.
Schritt 6
Setze einen Wert aus dem Intervall in die zweite Ableitung ein, um festzustellen, ob sie ansteigend oder abfallend ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 6.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.2
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 6.2.1.3
Kombiniere und .
Schritt 6.2.1.4
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 6.2.1.5
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.6
Dividiere durch .
Schritt 6.2.1.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.8
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 6.2.1.9
Kombiniere und .
Schritt 6.2.1.10
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 6.2.1.11
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 6.2.1.12
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.13
Dividiere durch .
Schritt 6.2.1.14
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.15
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 6.2.1.16
Kombiniere und .
Schritt 6.2.2
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.2.2
Addiere und .
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
Setze einen Wert aus dem Intervall in die zweite Ableitung ein, um festzustellen, ob sie ansteigend oder abfallend ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 7.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.2
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 7.2.1.3
Kombiniere und .
Schritt 7.2.1.4
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 7.2.1.5
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.6
Dividiere durch .
Schritt 7.2.1.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.8
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 7.2.1.9
Kombiniere und .
Schritt 7.2.1.10
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 7.2.1.11
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 7.2.1.12
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.13
Dividiere durch .
Schritt 7.2.1.14
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.15
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 7.2.1.16
Kombiniere und .
Schritt 7.2.2
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 7.2.2.2
Addiere und .
Schritt 7.2.3
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
Setze einen Wert aus dem Intervall in die zweite Ableitung ein, um festzustellen, ob sie ansteigend oder abfallend ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 8.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 8.2.1.2
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 8.2.1.3
Kombiniere und .
Schritt 8.2.1.4
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 8.2.1.5
Potenziere mit .
Schritt 8.2.1.6
Dividiere durch .
Schritt 8.2.1.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.1.8
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 8.2.1.9
Kombiniere und .
Schritt 8.2.1.10
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 8.2.1.11
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 8.2.1.12
Potenziere mit .
Schritt 8.2.1.13
Dividiere durch .
Schritt 8.2.1.14
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.1.15
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 8.2.1.16
Kombiniere und .
Schritt 8.2.2
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 8.2.2.2
Addiere und .
Schritt 8.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 8.3
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 9
An inflection point is a point on a curve at which the concavity changes sign from plus to minus or from minus to plus. The inflection points in this case are .
Schritt 10