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
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.2.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.4
Vereinfache.
Schritt 2.4.1
Addiere und .
Schritt 2.4.2
Stelle die Terme um.
Schritt 2.4.3
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 3
Schritt 3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.2
Berechne .
Schritt 3.2.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 3.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 3.2.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.3
Berechne .
Schritt 3.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.3.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 3.3.3
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 3.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.4
Vereinfache.
Schritt 3.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.4.2
Vereine die Terme
Schritt 3.4.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4.2.2
Addiere und .
Schritt 3.4.2.2.1
Bewege .
Schritt 3.4.2.2.2
Addiere und .
Schritt 3.4.3
Stelle die Terme um.
Schritt 3.4.4
Stelle die Faktoren in um.
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
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 5.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 5.1.2.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 5.1.4
Vereinfache.
Schritt 5.1.4.1
Addiere und .
Schritt 5.1.4.2
Stelle die Terme um.
Schritt 5.1.4.3
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 5.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 6.4
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.4.1
Setze gleich .
Schritt 6.4.2
Löse nach auf.
Schritt 6.4.2.1
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 6.4.2.2
Vereinfache .
Schritt 6.4.2.2.1
Schreibe als um.
Schritt 6.4.2.2.2
Ziehe Terme von unter der Wurzel heraus unter der Annahme reeller Zahlen.
Schritt 6.5
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.5.1
Setze gleich .
Schritt 6.5.2
Löse nach auf.
Schritt 6.5.2.1
Berechne von beiden Seiten der Gleichung den natürlichen Logarithmus, um die Variable vom Exponenten zu entfernen.
Schritt 6.5.2.2
Die Gleichung kann nicht gelöst werden, da nicht definiert ist.
Undefiniert
Schritt 6.5.2.3
Es gibt keine Lösung für
Keine Lösung
Keine Lösung
Keine Lösung
Schritt 6.6
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.6.1
Setze gleich .
Schritt 6.6.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.7
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 7
Schritt 7.1
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 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
Vereinfache jeden Term.
Schritt 10.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.2
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.4
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.6
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.1.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.8
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.10
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.1.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
Schritt 10.2.1
Addiere und .
Schritt 10.2.2
Addiere und .
Schritt 11
Schritt 11.1
Teile in separate Intervalle um die -Werte herum auf, die die erste Ableitung zu oder nicht definiert machen.
Schritt 11.2
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 11.2.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.2.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 11.2.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 11.2.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 11.2.2.1.2
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 11.2.2.1.3
Kombiniere und .
Schritt 11.2.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 11.2.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2.1.6
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 11.2.2.1.7
Kombiniere und .
Schritt 11.2.2.1.8
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 11.2.2.2
Kombiniere Brüche.
Schritt 11.2.2.2.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 11.2.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 11.3
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 11.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 11.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 11.3.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 11.3.2.1.2
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 11.3.2.1.3
Kombiniere und .
Schritt 11.3.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 11.3.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.3.2.1.6
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 11.3.2.1.7
Kombiniere und .
Schritt 11.3.2.1.8
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 11.3.2.2
Kombiniere Brüche.
Schritt 11.3.2.2.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 11.3.2.2.2
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 11.3.2.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 11.3.2.2.2.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 11.3.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 11.4
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 11.4.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.4.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 11.4.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 11.4.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 11.4.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 11.4.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.4.2.2
Addiere und .
Schritt 11.4.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 11.5
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von positiv zu negativ gewechselt hat, ist ein lokales Maximum.
ist ein lokales Maximum
Schritt 11.6
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von negativ zu positiv gewechselt hat, ist ein lokales Minimum.
ist ein lokales Minimum
Schritt 11.7
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
Schritt 12