Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Bestimme die zweite Ableitung.
Schritt 1.1.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 1.1.1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.1.2
Differenziere.
Schritt 1.1.1.2.1
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.1.2.3
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.1.2.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.1.2.5
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.1.1.2.6
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 1.1.1.2.6.1
Addiere und .
Schritt 1.1.1.2.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.1.3
Potenziere mit .
Schritt 1.1.1.4
Potenziere mit .
Schritt 1.1.1.5
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.1.6
Addiere und .
Schritt 1.1.1.7
Subtrahiere von .
Schritt 1.1.2
Bestimme die zweite Ableitung.
Schritt 1.1.2.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.2.2
Differenziere.
Schritt 1.1.2.2.1
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 1.1.2.2.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 1.1.2.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.2.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.2.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.1.2.2.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.2.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.1.2.2.7
Addiere und .
Schritt 1.1.2.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 1.1.2.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.1.2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.1.2.4
Differenziere.
Schritt 1.1.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.4.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.2.4.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2.4.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.1.2.4.5
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 1.1.2.4.5.1
Addiere und .
Schritt 1.1.2.4.5.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.1.2.4.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5
Vereinfache.
Schritt 1.1.2.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 1.1.2.5.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 1.1.2.5.3.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 1.1.2.5.3.1.2
Schreibe als um.
Schritt 1.1.2.5.3.1.3
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 1.1.2.5.3.1.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.3.1.3.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.3.1.3.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.3.1.4
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 1.1.2.5.3.1.4.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 1.1.2.5.3.1.4.1.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 1.1.2.5.3.1.4.1.1.1
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.5.3.1.4.1.1.2
Addiere und .
Schritt 1.1.2.5.3.1.4.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.1.2.5.3.1.4.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.4.2
Subtrahiere von .
Schritt 1.1.2.5.3.1.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.3.1.6
Vereinfache.
Schritt 1.1.2.5.3.1.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.7
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.3.1.8
Vereinfache.
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.1.1
Bewege .
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.1.2.1
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.1.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.1.3
Addiere und .
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.2.1
Bewege .
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.2.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.5.3.1.8.2.3
Addiere und .
Schritt 1.1.2.5.3.1.9
Vereinfache jeden Term.
Schritt 1.1.2.5.3.1.9.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.9.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.10
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 1.1.2.5.3.1.10.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.10.1.1
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.10.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.5.3.1.10.2
Addiere und .
Schritt 1.1.2.5.3.1.11
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 1.1.2.5.3.1.11.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.3.1.11.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.3.1.11.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.5.3.1.12
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.1.1
Bewege .
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.1.3
Addiere und .
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.2
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.3
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.3.1
Bewege .
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.3.2.1
Potenziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.3.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.3.3
Addiere und .
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.2
Addiere und .
Schritt 1.1.2.5.3.1.12.3
Addiere und .
Schritt 1.1.2.5.3.2
Addiere und .
Schritt 1.1.2.5.3.3
Subtrahiere von .
Schritt 1.1.2.5.4
Vereinfache den Zähler.
Schritt 1.1.2.5.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.4.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.4.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.4.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.4.1.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.4.1.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.4.2
Schreibe als um.
Schritt 1.1.2.5.4.3
Es sei . Ersetze für alle .
Schritt 1.1.2.5.4.4
Faktorisiere unter der Verwendung der AC-Methode.
Schritt 1.1.2.5.4.4.1
Betrachte die Form . Finde ein Paar ganzer Zahlen, deren Produkt und deren Summe ist. In diesem Fall, deren Produkt und deren Summe ist.
Schritt 1.1.2.5.4.4.2
Schreibe die faktorisierte Form mithilfe dieser Ganzzahlen.
Schritt 1.1.2.5.4.5
Ersetze alle durch .
Schritt 1.1.2.5.4.6
Schreibe als um.
Schritt 1.1.2.5.4.7
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 1.1.2.5.5
Vereinfache den Nenner.
Schritt 1.1.2.5.5.1
Schreibe als um.
Schritt 1.1.2.5.5.2
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 1.1.2.5.5.3
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 1.1.2.5.6
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 1.1.2.5.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.6.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 1.1.2.5.6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.6.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.1.2.5.6.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.1.2.5.7
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 1.1.2.5.7.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.7.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 1.1.2.5.7.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.5.7.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.1.2.5.7.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.1.3
Die zweite Ableitung von nach ist .
Schritt 1.2
Setze die zweite Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
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.
Schritt 1.2.3.1
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 1.2.3.2
Setze gleich .
Schritt 1.2.3.3
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 1.2.3.3.1
Setze gleich .
Schritt 1.2.3.3.2
Löse nach auf.
Schritt 1.2.3.3.2.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 1.2.3.3.2.2
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Schritt 1.2.3.3.2.3
Vereinfache .
Schritt 1.2.3.3.2.3.1
Schreibe als um.
Schritt 1.2.3.3.2.3.2
Schreibe als um.
Schritt 1.2.3.3.2.3.3
Schreibe als um.
Schritt 1.2.3.3.2.3.4
Schreibe als um.
Schritt 1.2.3.3.2.3.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.2.3.3.2.3.4.2
Schreibe als um.
Schritt 1.2.3.3.2.3.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 1.2.3.3.2.3.6
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.2.3.3.2.4
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 1.2.3.3.2.4.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 1.2.3.3.2.4.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 1.2.3.3.2.4.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 1.2.3.4
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 2
Schritt 2.1
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 2.2
Löse nach auf.
Schritt 2.2.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2.2.2
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Schritt 2.2.3
Vereinfache .
Schritt 2.2.3.1
Schreibe als um.
Schritt 2.2.3.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 2.2.4
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 2.2.4.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 2.2.4.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 2.2.4.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 2.3
Der Definitionsbereich umfasst alle Werte von , für die der Ausdruck definiert ist.
Intervallschreibweise:
Aufzählende bzw. beschreibende Mengenschreibweise:
Intervallschreibweise:
Aufzählende bzw. beschreibende Mengenschreibweise:
Schritt 3
Erzeuge Intervalle um die -Werte, wo die 2. Ableitung 0 ist oder nicht definiert ist.
Schritt 4
Schritt 4.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 4.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 4.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 4.2.2.1
Addiere und .
Schritt 4.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 4.2.2.3
Potenziere mit .
Schritt 4.2.2.4
Potenziere mit .
Schritt 4.2.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 4.2.3.1
Potenziere mit .
Schritt 4.2.3.2
Addiere und .
Schritt 4.2.4
Vereinfache den Ausdruck durch Kürzen der gemeinsamen Faktoren.
Schritt 4.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.2.4.3
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 4.2.4.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.2.4.3.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 4.2.4.3.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.2.4.3.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.2.4.3.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.2.4.4
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 4.2.5
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 4.3
Der Graph ist im Intervall konkav, weil negativ ist.
Konkav im Intervall , da negativ ist
Konkav im Intervall , da negativ ist
Schritt 5
Schritt 5.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 5.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 5.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 5.2.2.1
Addiere und .
Schritt 5.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 5.2.2.3
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 5.2.2.4
Potenziere mit .
Schritt 5.2.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 5.2.3.1
Potenziere mit .
Schritt 5.2.3.2
Addiere und .
Schritt 5.2.4
Vereinfache den Ausdruck durch Kürzen der gemeinsamen Faktoren.
Schritt 5.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.4.2
Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.
Schritt 5.2.5
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 5.3
Der Graph ist im Intervall konvex, weil positiv ist.
Konvex im Intervall , da positiv ist
Konvex im Intervall , da positiv ist
Schritt 6
Schritt 6.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 6.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 6.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 6.2.2.1
Addiere und .
Schritt 6.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.2.3
Potenziere mit .
Schritt 6.2.2.4
Potenziere mit .
Schritt 6.2.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 6.2.3.1
Potenziere mit .
Schritt 6.2.3.2
Addiere und .
Schritt 6.2.4
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 6.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.4.3
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 6.2.5
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 6.3
Der Graph ist im Intervall konkav, weil negativ ist.
Konkav im Intervall , da negativ ist
Konkav im Intervall , da negativ ist
Schritt 7
Schritt 7.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 7.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 7.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 7.2.2.1
Addiere und .
Schritt 7.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 7.2.2.3
Potenziere mit .
Schritt 7.2.2.4
Potenziere mit .
Schritt 7.2.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 7.2.3.1
Potenziere mit .
Schritt 7.2.3.2
Addiere und .
Schritt 7.2.4
Vereinfache den Ausdruck durch Kürzen der gemeinsamen Faktoren.
Schritt 7.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.4.3
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 7.2.4.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.2.4.3.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 7.2.4.3.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.2.4.3.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.2.4.3.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 7.2.5
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 7.3
Der Graph ist im Intervall konvex, weil positiv ist.
Konvex im Intervall , da positiv ist
Konvex im Intervall , da positiv ist
Schritt 8
Der Graph ist konvex, wenn die zweite Ableitung negativ ist und konkav, wenn die zweite Ableitung positiv ist.
Konkav im Intervall , da negativ ist
Konvex im Intervall , da positiv ist
Konkav im Intervall , da negativ ist
Konvex im Intervall , da positiv ist
Schritt 9