Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 2.1.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.1.2
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.1.3
Differenziere.
Schritt 2.1.3.1
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.3.3
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.1.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.3.5
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.1.3.6
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 2.1.3.6.1
Addiere und .
Schritt 2.1.3.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 2.1.5
Potenziere mit .
Schritt 2.1.6
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.1.7
Addiere und .
Schritt 2.1.8
Subtrahiere von .
Schritt 2.1.9
Kombiniere und .
Schritt 2.1.10
Vereinfache.
Schritt 2.1.10.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.1.10.2
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.1.10.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.10.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2
Bestimme die zweite Ableitung.
Schritt 2.2.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2.2
Differenziere.
Schritt 2.2.2.1
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 2.2.2.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.2.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.2.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.2.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.2.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.2.2.7
Addiere und .
Schritt 2.2.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.2.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.2.4
Differenziere.
Schritt 2.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.4.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.4.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.4.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.2.4.5
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 2.2.4.5.1
Addiere und .
Schritt 2.2.4.5.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.2.4.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5
Vereinfache.
Schritt 2.2.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.2.5.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.2.5.3.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.2.5.3.1.2
Schreibe als um.
Schritt 2.2.5.3.1.3
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 2.2.5.3.1.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.3.1.3.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.3.1.3.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.3.1.4
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 2.2.5.3.1.4.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.2.5.3.1.4.1.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.2.5.3.1.4.1.1.1
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.5.3.1.4.1.1.2
Addiere und .
Schritt 2.2.5.3.1.4.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.2.5.3.1.4.1.3
Schreibe als um.
Schritt 2.2.5.3.1.4.1.4
Schreibe als um.
Schritt 2.2.5.3.1.4.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.4.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.2.5.3.1.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.3.1.6
Vereinfache.
Schritt 2.2.5.3.1.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.7
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.3.1.8
Vereinfache.
Schritt 2.2.5.3.1.8.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.2.5.3.1.8.1.1
Bewege .
Schritt 2.2.5.3.1.8.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.8.1.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.8.1.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.5.3.1.8.1.3
Addiere und .
Schritt 2.2.5.3.1.8.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.2.5.3.1.8.2.1
Bewege .
Schritt 2.2.5.3.1.8.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.8.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.8.2.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.5.3.1.8.2.3
Addiere und .
Schritt 2.2.5.3.1.9
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.2.5.3.1.9.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.9.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.10
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.2.5.3.1.10.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.2.5.3.1.10.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.10.1.1.1
Potenziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.10.1.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.5.3.1.10.1.2
Addiere und .
Schritt 2.2.5.3.1.10.2
Schreibe als um.
Schritt 2.2.5.3.1.11
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 2.2.5.3.1.11.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.3.1.11.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.3.1.11.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.5.3.1.12
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 2.2.5.3.1.12.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.1.1
Bewege .
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.1.3
Addiere und .
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.2
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.3
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.3.1
Bewege .
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.3.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.3.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.3.3
Addiere und .
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.12.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.5.3.1.12.2
Addiere und .
Schritt 2.2.5.3.1.12.3
Addiere und .
Schritt 2.2.5.3.2
Addiere und .
Schritt 2.2.5.3.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.2.5.4
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.2.5.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.4.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.4.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.4.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.4.1.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.4.1.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.4.2
Schreibe als um.
Schritt 2.2.5.4.3
Es sei . Ersetze für alle .
Schritt 2.2.5.4.4
Faktorisiere unter der Verwendung der AC-Methode.
Schritt 2.2.5.4.4.1
Betrachte die Form . Finde ein Paar ganzer Zahlen, deren Produkt und deren Summe ist. In diesem Fall, deren Produkt und deren Summe ist.
Schritt 2.2.5.4.4.2
Schreibe die faktorisierte Form mithilfe dieser Ganzzahlen.
Schritt 2.2.5.4.5
Ersetze alle durch .
Schritt 2.2.5.4.6
Schreibe als um.
Schritt 2.2.5.4.7
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 2.2.5.5
Vereinfache den Nenner.
Schritt 2.2.5.5.1
Schreibe als um.
Schritt 2.2.5.5.2
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 2.2.5.5.3
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 2.2.5.6
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 2.2.5.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.6.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 2.2.5.6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.6.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.2.5.6.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.2.5.7
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 2.2.5.7.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.7.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 2.2.5.7.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.7.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.2.5.7.2.3
Forme den Ausdruck um.
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 .
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
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Schritt 3.3.3.2.3
Vereinfache .
Schritt 3.3.3.2.3.1
Schreibe als um.
Schritt 3.3.3.2.3.2
Schreibe als um.
Schritt 3.3.3.2.3.3
Schreibe als um.
Schritt 3.3.3.2.4
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 3.3.3.2.4.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 3.3.3.2.4.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 3.3.3.2.4.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
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
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 4.1.2.2.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 4.1.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 4.1.2.3
Dividiere durch .
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
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 6.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 6.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.2
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 Ausdruck.
Schritt 6.2.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.3.2
Dividiere durch .
Schritt 6.2.4
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
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 7.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 7.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.2
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 Ausdruck.
Schritt 7.2.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.3.2
Dividiere durch .
Schritt 7.2.4
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