Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2
Berechne .
Schritt 2.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 2.2.4
Kombiniere und .
Schritt 2.2.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 2.2.6
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.2.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.6.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.2.7
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.2.8
Kombiniere und .
Schritt 2.2.9
Kombiniere und .
Schritt 2.2.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.11
Bringe in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 2.2.12
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 2.2.13.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.13.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.2.13.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.3
Berechne .
Schritt 2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3
Schritt 3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.2
Berechne .
Schritt 3.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.2.2
Schreibe als um.
Schritt 3.2.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 3.2.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 3.2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.2.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 3.2.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.2.5
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 3.2.5.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 3.2.5.2
Kombiniere und .
Schritt 3.2.5.3
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.2.6
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 3.2.7
Kombiniere und .
Schritt 3.2.8
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.2.9
Vereinfache den Zähler.
Schritt 3.2.9.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.9.2
Subtrahiere von .
Schritt 3.2.10
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.2.11
Kombiniere und .
Schritt 3.2.12
Kombiniere und .
Schritt 3.2.13
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.2.13.1
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.2.13.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.2.13.3
Subtrahiere von .
Schritt 3.2.13.4
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.2.14
Bringe in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 3.2.15
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.16
Kombiniere und .
Schritt 3.2.17
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.3
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Schritt 3.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 3.3.2
Addiere und .
Schritt 4
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 5
Schritt 5.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 5.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.2
Berechne .
Schritt 5.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.2.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 5.1.2.4
Kombiniere und .
Schritt 5.1.2.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 5.1.2.6
Vereinfache den Zähler.
Schritt 5.1.2.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.2.6.2
Subtrahiere von .
Schritt 5.1.2.7
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 5.1.2.8
Kombiniere und .
Schritt 5.1.2.9
Kombiniere und .
Schritt 5.1.2.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.2.11
Bringe in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 5.1.2.12
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.1.2.13
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 5.1.2.13.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.1.2.13.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.1.2.13.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.1.3
Berechne .
Schritt 5.1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.3
Finde den Hauptnenner der Terme in der Gleichung.
Schritt 6.3.1
Den Hauptnenner einer Liste von Werten zu bestimmen, ist das gleiche wie das kgV der Nenner dieser Werte zu bestimmen.
Schritt 6.3.2
Das kleinste gemeinsame Vielfache eines beliebigen Ausdrucks ist der Ausdruck.
Schritt 6.4
Multipliziere jeden Term in mit um die Brüche zu eliminieren.
Schritt 6.4.1
Multipliziere jeden Term in mit .
Schritt 6.4.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.4.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.4.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.5
Löse die Gleichung.
Schritt 6.5.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 6.5.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 6.5.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.5.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.5.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.5.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 6.5.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 6.5.2.3.1
Dividiere durch .
Schritt 6.5.3
Potenziere jede Seite der Gleichung mit , um den gebrochenen Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 6.5.4
Vereinfache den Exponenten.
Schritt 6.5.4.1
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.5.4.1.1
Vereinfache .
Schritt 6.5.4.1.1.1
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 6.5.4.1.1.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 6.5.4.1.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.5.4.1.1.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.5.4.1.1.1.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.5.4.1.1.2
Vereinfache.
Schritt 6.5.4.2
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 6.5.4.2.1
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 7
Schritt 7.1
Wandel Ausdrücke mit gebrochenen Exponenten in Wurzeln um.
Schritt 7.1.1
Wende die Regel an, um die Potenz als Wurzel umzuschreiben.
Schritt 7.1.2
Alles, was auf angehoben wird, ist die Basis selbst.
Schritt 7.2
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 7.3
Löse nach auf.
Schritt 7.3.1
Um die Wurzel auf der linken Seite der Gleichung zu entfernen, erhebe beide Seiten der Gleichung zur dritten Potenz.
Schritt 7.3.2
Vereinfache jede Seite der Gleichung.
Schritt 7.3.2.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 7.3.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 7.3.2.2.1
Vereinfache .
Schritt 7.3.2.2.1.1
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 7.3.2.2.1.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 7.3.2.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 7.3.2.2.1.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.3.2.2.1.1.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 7.3.2.2.1.2
Vereinfache.
Schritt 7.3.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 7.3.2.3.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 8
Kritische Punkte zum auswerten.
Schritt 9
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 10
Schritt 10.1
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 10.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11
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 12
Schritt 12.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 12.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 12.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 12.2.1.1
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 12.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 12.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 13
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 14
Schritt 14.1
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 14.1.1
Schreibe als um.
Schritt 14.1.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 14.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 14.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 14.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 14.3
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 14.3.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 14.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.3.3
Der Ausdruck enthält eine Division durch . Der Ausdruck ist nicht definiert.
Undefiniert
Schritt 14.4
Der Ausdruck enthält eine Division durch . Der Ausdruck ist nicht definiert.
Undefiniert
Undefiniert
Schritt 15
Schritt 15.1
Teile in separate Intervalle um die -Werte herum auf, die die erste Ableitung zu oder nicht definiert machen.
Schritt 15.2
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.2.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.2.2
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.3
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 15.3.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 15.3.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 15.3.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 15.3.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.4
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.4.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.4.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.4.2.1
Entferne die Klammern.
Schritt 15.4.2.2
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.5
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von negativ zu positiv gewechselt hat, ist ein lokales Minimum.
ist ein lokales Minimum
Schritt 15.6
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von positiv zu negativ gewechselt hat, ist ein lokales Maximum.
ist ein lokales Maximum
Schritt 15.7
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
Schritt 16