Analysis Beispiele

$f (x) = x^{2} - 8 x$

Schritt 1

Bestimme die erste Ableitung.

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Schritt 1.1

Bestimme die erste Ableitung.

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Schritt 1.1.1

Differenziere.

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Schritt 1.1.1.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x^{2} - 8 x$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 8 x]$ .

$\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 8 x]$

Schritt 1.1.1.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 2$ .

$2 x + \frac{d}{d x} [- 8 x]$

Schritt 1.1.2

Berechne $\frac{d}{d x} [- 8 x]$ .

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Schritt 1.1.2.1

Da $- 8$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 8 x$ nach $x$ gleich $- 8 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 x - 8 \frac{d}{d x} [x]$

Schritt 1.1.2.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 1$ .

$2 x - 8 \cdot 1$

Schritt 1.1.2.3

Mutltipliziere $- 8$ mit $1$ .

$f' (x) = 2 x - 8$

Schritt 1.2

Die erste Ableitung von $f (x)$ nach $x$ ist $2 x - 8$ .

$2 x - 8$

Schritt 2

Setze die erste Ableitung gleich $0$ , dann löse die Gleichung $2 x - 8 = 0$ .

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Schritt 2.1

Setze die erste Ableitung gleich $0$ .

$2 x - 8 = 0$

Schritt 2.2

Addiere $8$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$2 x = 8$

Schritt 2.3

Teile jeden Ausdruck in $2 x = 8$ durch $2$ und vereinfache.

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Schritt 2.3.1

Teile jeden Ausdruck in $2 x = 8$ durch $2$ .

$\frac{2 x}{2} = \frac{8}{2}$

Schritt 2.3.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 2.3.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 2.3.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 x}{2} = \frac{8}{2}$

Schritt 2.3.2.1.2

Dividiere $x$ durch $1$ .

$x = \frac{8}{2}$

Schritt 2.3.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 2.3.3.1

Dividiere $8$ durch $2$ .

$x = 4$

Schritt 3

Die Werte, die die Ableitung gleich $0$ machen, sind $4$ .

$4$

Schritt 4

Nach dem Auffinden des Punktes, der die Ableitung $f' (x) = 2 x - 8$ gleich $0$ oder undefiniert macht, ist das Intervall, in dem geprüft werden muss, wo $f (x) = x^{2} - 8 x$ ansteigt und abfällt, gleich $(- \infty, 4) \cup (4, \infty)$ .

$(- \infty, 4) \cup (4, \infty)$

Schritt 5

Setze einen Wert aus dem Intervall $(- \infty, 4)$ in die Ableitung ein, um zu bestimmen, ob die Funktion ansteigend oder abfallend ist.

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Schritt 5.1

Ersetze in dem Ausdruck die Variable $x$ durch $3$ .

$f' (3) = 2 (3) - 8$

Schritt 5.2

Vereinfache das Ergebnis.

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Schritt 5.2.1

Mutltipliziere $2$ mit $3$ .

$f' (3) = 6 - 8$

Schritt 5.2.2

Subtrahiere $8$ von $6$ .

$f' (3) = - 2$

Schritt 5.2.3

Die endgültige Lösung ist $- 2$ .

$- 2$

Schritt 5.3

Bei $x = 3$ ist die Ableitung $- 2$ . Da dies negativ ist, nimmt die Funktion im Intervall $(- \infty, 4)$ ab.

Abfallend im Intervall $(- \infty, 4)$ da $f' (x) < 0$

Schritt 6

Setze einen Wert aus dem Intervall $(4, \infty)$ in die Ableitung ein, um zu bestimmen, ob die Funktion ansteigend oder abfallend ist.

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Schritt 6.1

Ersetze in dem Ausdruck die Variable $x$ durch $5$ .

$f' (5) = 2 (5) - 8$

Schritt 6.2

Vereinfache das Ergebnis.

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Schritt 6.2.1

Mutltipliziere $2$ mit $5$ .

$f' (5) = 10 - 8$

Schritt 6.2.2

Subtrahiere $8$ von $10$ .

$f' (5) = 2$

Schritt 6.2.3

Die endgültige Lösung ist $2$ .

$2$

Schritt 6.3

Bei $x = 5$ ist die Ableitung $2$ . Da dies positiv ist, steigt die Funktion im Intervall $(4, \infty)$ an.

Ansteigend im Intervall $(4, \infty)$ , da $f' (x) > 0$

Schritt 7

Liste die Intervalle auf, in denen die Funktion ansteigt und in denen sie abfällt.

Ansteigend im Intervall: $(4, \infty)$

Abfallend im Intervall: $(- \infty, 4)$

Schritt 8