Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 2.1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, 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.
Schritt 2.1.3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.1.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.1.3.3
Addiere und .
Schritt 2.1.4
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.1.5
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.1.5.1
Bewege .
Schritt 2.1.5.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.1.5.3
Addiere und .
Schritt 2.1.6
Vereinfache.
Schritt 2.1.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.1.6.2
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.1.6.2.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.1.6.2.1.1
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.1.6.2.1.2
Addiere und .
Schritt 2.1.6.2.2
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Schritt 2.1.6.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 2.1.6.2.2.2
Addiere und .
Schritt 2.2
Bestimme die zweite Ableitung.
Schritt 2.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2.3
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 2.2.3.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.4
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.2.5
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.2.5.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.2.5.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.5.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.2.6
Differenziere.
Schritt 2.2.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.6.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.6.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.2.6.4
Addiere und .
Schritt 2.2.7
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.2.8
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.9
Addiere und .
Schritt 2.2.10
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.10.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.10.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.10.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.11
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 2.2.11.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.11.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.2.11.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.2.12
Kombiniere und .
Schritt 2.2.13
Vereinfache.
Schritt 2.2.13.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.13.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.13.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.2.13.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.2.13.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.13.3.1.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.2.13.3.1.2.1
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.13.3.1.2.2
Addiere und .
Schritt 2.2.13.3.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.13.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.2.13.4
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.2.13.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13.4.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13.4.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13.4.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13.4.2
Schreibe als um.
Schritt 2.2.13.4.3
Es sei . Ersetze für alle .
Schritt 2.2.13.4.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13.4.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13.4.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13.4.4.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13.4.5
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3
Die zweite Ableitung von nach ist .
Schritt 3
Schritt 3.1
Setze die zweite Ableitung gleich .
Schritt 3.2
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 3.3
Löse die Gleichung nach auf.
Schritt 3.3.1
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 3.3.2
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 3.3.2.1
Setze gleich .
Schritt 3.3.2.2
Löse nach auf.
Schritt 3.3.2.2.1
Berechne von beiden Seiten der Gleichung den natürlichen Logarithmus, um die Variable vom Exponenten zu entfernen.
Schritt 3.3.2.2.2
Die Gleichung kann nicht gelöst werden, da nicht definiert ist.
Undefiniert
Schritt 3.3.2.2.3
Es gibt keine Lösung für
Keine Lösung
Keine Lösung
Keine Lösung
Schritt 3.3.3
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 3.3.3.1
Setze gleich .
Schritt 3.3.3.2
Löse nach auf.
Schritt 3.3.3.2.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 3.3.3.2.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 3.3.3.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 3.3.3.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 3.3.3.2.2.2.1
Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.
Schritt 3.3.3.2.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 3.3.3.2.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 3.3.3.2.2.3.1
Dividiere durch .
Schritt 3.3.3.2.3
Berechne von beiden Seiten der Gleichung den natürlichen Logarithmus, um die Variable vom Exponenten zu entfernen.
Schritt 3.3.3.2.4
Multipliziere die linke Seite aus.
Schritt 3.3.3.2.4.1
Zerlege durch Herausziehen von aus dem Logarithmus.
Schritt 3.3.3.2.4.2
Der natürliche Logarithmus von ist .
Schritt 3.3.3.2.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3.4
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
Exponentialfunktion und Logarithmusfunktion sind zueinander inverse Funktionen.
Schritt 4.1.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 4.1.2.2.1
Exponentialfunktion und Logarithmusfunktion sind zueinander inverse Funktionen.
Schritt 4.1.2.2.2
Addiere und .
Schritt 4.1.2.3
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 4.1.2.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.2.3.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 4.1.2.3.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.2.3.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.1.2.3.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.1.2.4
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 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
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
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
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 ist der Wendepunkt .
Schritt 9