Analysis Beispiele

Finde die lokalen Maxima und Minima x^8e^x-7
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Ermittle die erste Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Ermittle die zweite Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.4.2
Vereine die Terme
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4.2.2
Addiere und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Setze die erste Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.4.1
Setze gleich .
Schritt 6.4.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.5.1
Setze gleich .
Schritt 6.5.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Ermittle die Werte, wo die Ableitung nicht definiert ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.2.1
Addiere und .
Schritt 10.2.2
Addiere und .
Schritt 11
Da es mindestens einen Punkt mit oder eine nicht definierte zweite Ableitung gibt, wende den ersten Ableitungstest an.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.2.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.2.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.2.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.3.2.2.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 11.3.2.2.2
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.4.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.4.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.4.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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