Analysis Beispiele

Ermittle die Wendepunkte (e^x)/(8+e^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 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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.1.6.2
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.6.2.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
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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 .
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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.
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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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
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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.
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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.
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Schritt 2.2.13.3.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 2.2.13.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.13.3.1.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.13.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Setze die zweite Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
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Schritt 3.1
Setze die zweite Ableitung gleich .
Schritt 3.2
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 3.3
Löse die Gleichung nach auf.
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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.
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Schritt 3.3.2.1
Setze gleich .
Schritt 3.3.2.2
Löse nach auf.
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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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.3.1
Setze gleich .
Schritt 3.3.3.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
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Schritt 3.3.3.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 3.3.3.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
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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.
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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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Bestimme die Punkte, an denen die zweite Ableitung gleich ist.
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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
Exponentialfunktion und Logarithmusfunktion sind zueinander inverse Funktionen.
Schritt 4.1.2.2
Vereinfache den Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.2.3.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Setze einen Wert aus dem Intervall in die zweite Ableitung ein, um festzustellen, ob sie ansteigend oder abfallend ist.
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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
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
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