Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.2
Differenziere.
Schritt 1.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.2.4
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 1.2.4.1
Addiere und .
Schritt 1.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.5
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.2.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.7
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.10
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.2.11
Addiere und .
Schritt 1.3
Vereinfache.
Schritt 1.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.3.2
Vereinfache den Zähler.
Schritt 1.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 1.3.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.2.1.2
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 1.3.2.1.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.3.2.1.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.3.2.1.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.3.2.1.3
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 1.3.2.1.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 1.3.2.1.3.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 1.3.2.1.3.1.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 1.3.2.1.3.1.2.1
Bewege .
Schritt 1.3.2.1.3.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.2.1.3.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.2.1.3.1.4
Multipliziere .
Schritt 1.3.2.1.3.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.2.1.3.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.2.1.3.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.2.1.3.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.2.1.3.2
Addiere und .
Schritt 1.3.2.2
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Schritt 1.3.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 1.3.2.2.2
Addiere und .
Schritt 1.3.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 1.3.2.4
Addiere und .
Schritt 1.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.5
Schreibe als um.
Schritt 1.3.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.7
Schreibe als um.
Schritt 1.3.8
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2
Schritt 2.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.3
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 2.3.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.5
Differenziere.
Schritt 2.5.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.5.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.5.4
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 2.5.4.1
Addiere und .
Schritt 2.5.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.6
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Schritt 2.5.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.6.2
Addiere und .
Schritt 2.6
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.6.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.6.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.6.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.7
Vereinfache durch Herausfaktorisieren.
Schritt 2.7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.7.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.7.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.7.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.8
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 2.8.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.8.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.8.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.9
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.10
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.11
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.12
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.13
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.14
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.15
Addiere und .
Schritt 2.16
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.17
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 2.17.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.17.2
Addiere und .
Schritt 2.18
Vereinfache.
Schritt 2.18.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.18.2
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.18.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.18.2.1.1
Multipliziere aus durch Multiplizieren jedes Terms des ersten Ausdrucks mit jedem Term des zweiten Ausdrucks.
Schritt 2.18.2.1.2
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.18.2.1.2.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.18.2.1.2.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.18.2.1.2.2.1
Bewege .
Schritt 2.18.2.1.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.2.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.18.2.1.2.2.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.18.2.1.2.2.3
Addiere und .
Schritt 2.18.2.1.2.3
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.18.2.1.2.4
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.18.2.1.2.5
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.18.2.1.2.5.1
Bewege .
Schritt 2.18.2.1.2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.2.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.18.2.1.4
Addiere und .
Schritt 2.18.2.1.5
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.18.2.1.5.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.18.2.1.5.1.1
Bewege .
Schritt 2.18.2.1.5.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.6
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 2.18.2.1.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.18.2.1.6.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.18.2.1.6.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.18.2.1.7
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 2.18.2.1.7.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.18.2.1.7.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.18.2.1.7.1.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.18.2.1.7.1.2.1
Bewege .
Schritt 2.18.2.1.7.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.7.1.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.18.2.1.7.1.2.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.18.2.1.7.1.2.3
Addiere und .
Schritt 2.18.2.1.7.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.7.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.7.1.5
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.18.2.1.7.1.6
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.18.2.1.7.1.6.1
Bewege .
Schritt 2.18.2.1.7.1.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.7.1.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.7.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.2.1.7.2
Addiere und .
Schritt 2.18.2.2
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Schritt 2.18.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 2.18.2.2.2
Addiere und .
Schritt 2.18.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.18.2.4
Addiere und .
Schritt 2.18.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.3.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.3.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.7
Schreibe als um.
Schritt 2.18.8
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.18.9
Schreibe als um.
Schritt 2.18.10
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.18.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.18.12
Mutltipliziere mit .
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Schritt 4.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 4.1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 4.1.2
Differenziere.
Schritt 4.1.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.2.4
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 4.1.2.4.1
Addiere und .
Schritt 4.1.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.5
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.2.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.2.7
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.2.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.2.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.10
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.2.11
Addiere und .
Schritt 4.1.3
Vereinfache.
Schritt 4.1.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.3.2
Vereinfache den Zähler.
Schritt 4.1.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 4.1.3.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.2.1.2
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 4.1.3.2.1.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.3.2.1.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.3.2.1.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.3.2.1.3
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 4.1.3.2.1.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.2.1
Bewege .
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.4
Multipliziere .
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.2.1.3.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.2.1.3.2
Addiere und .
Schritt 4.1.3.2.2
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Schritt 4.1.3.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 4.1.3.2.2.2
Addiere und .
Schritt 4.1.3.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 4.1.3.2.4
Addiere und .
Schritt 4.1.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.3.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.3.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.3.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.3.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.3.5
Schreibe als um.
Schritt 4.1.3.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.3.7
Schreibe als um.
Schritt 4.1.3.8
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 5.3
Löse die Gleichung nach auf.
Schritt 5.3.1
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 5.3.2
Setze gleich .
Schritt 5.3.3
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 5.3.3.1
Setze gleich .
Schritt 5.3.3.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 5.3.4
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 6
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
Schritt 9.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 9.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 9.1.2
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 9.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.4
Addiere und .
Schritt 9.1.5
Addiere und .
Schritt 9.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 9.2.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 9.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.3
Addiere und .
Schritt 9.2.4
Addiere und .
Schritt 9.2.5
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 9.3
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 9.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3.2
Dividiere durch .
Schritt 10
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 11
Schritt 11.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 11.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 11.2.2.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 11.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2.3
Addiere und .
Schritt 11.2.2.4
Addiere und .
Schritt 11.2.3
Dividiere durch .
Schritt 11.2.4
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
Schritt 13.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 13.1.1
Potenziere mit .
Schritt 13.1.2
Potenziere mit .
Schritt 13.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.1.4
Subtrahiere von .
Schritt 13.1.5
Addiere und .
Schritt 13.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 13.2.1
Potenziere mit .
Schritt 13.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 13.2.4
Addiere und .
Schritt 13.2.5
Potenziere mit .
Schritt 13.3
Vereinfache den Ausdruck durch Kürzen der gemeinsamen Faktoren.
Schritt 13.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.3.2
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 13.3.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 13.3.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 13.3.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 13.3.2.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 13.3.2.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 13.3.3
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 14
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 15
Schritt 15.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 15.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 15.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 15.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 15.2.2.4
Addiere und .
Schritt 15.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 16
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
Schritt 17