Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Differenziere.
Schritt 1.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.2
Berechne .
Schritt 1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3
Berechne .
Schritt 1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.3.2
Schreibe als um.
Schritt 1.3.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 1.3.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.3.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.5
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 1.3.5.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 1.3.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.7
Potenziere mit .
Schritt 1.3.8
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.3.9
Subtrahiere von .
Schritt 1.3.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4
Vereinfache.
Schritt 1.4.1
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 1.4.2
Vereine die Terme
Schritt 1.4.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 1.4.2.2
Kombiniere und .
Schritt 1.4.3
Stelle die Terme um.
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
Schreibe als um.
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 unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.5
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 2.2.5.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.7
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.2.7.1
Bewege .
Schritt 2.2.7.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.7.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.4
Vereinfache.
Schritt 2.4.1
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 2.4.2
Vereine die Terme
Schritt 2.4.2.1
Kombiniere und .
Schritt 2.4.2.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.4.2.3
Addiere und .
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Schritt 4.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 4.1.1
Differenziere.
Schritt 4.1.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.2
Berechne .
Schritt 4.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3
Berechne .
Schritt 4.1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.3.2
Schreibe als um.
Schritt 4.1.3.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 4.1.3.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 4.1.3.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 4.1.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.5
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 4.1.3.5.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 4.1.3.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.7
Potenziere mit .
Schritt 4.1.3.8
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.3.9
Subtrahiere von .
Schritt 4.1.3.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.4
Vereinfache.
Schritt 4.1.4.1
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 4.1.4.2
Vereine die Terme
Schritt 4.1.4.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 4.1.4.2.2
Kombiniere und .
Schritt 4.1.4.3
Stelle die Terme um.
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 5.3
Finde den Hauptnenner der Terme in der Gleichung.
Schritt 5.3.1
Den Hauptnenner einer Liste von Werten zu bestimmen, ist das gleiche wie das kgV der Nenner dieser Werte zu bestimmen.
Schritt 5.3.2
Das kleinste gemeinsame Vielfache eines beliebigen Ausdrucks ist der Ausdruck.
Schritt 5.4
Multipliziere jeden Term in mit um die Brüche zu eliminieren.
Schritt 5.4.1
Multipliziere jeden Term in mit .
Schritt 5.4.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 5.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 5.4.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.4.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.5
Löse die Gleichung.
Schritt 5.5.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 5.5.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 5.5.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.5.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 5.5.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 5.5.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 5.5.3
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 5.5.4
Vereinfache .
Schritt 5.5.4.1
Schreibe als um.
Schritt 5.5.4.2
Vereinfache den Zähler.
Schritt 5.5.4.2.1
Schreibe als um.
Schritt 5.5.4.2.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.4.2.1.2
Schreibe als um.
Schritt 5.5.4.2.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 5.5.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5.4.4
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Schritt 5.5.4.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5.4.4.2
Potenziere mit .
Schritt 5.5.4.4.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 5.5.4.4.4
Addiere und .
Schritt 5.5.4.4.5
Schreibe als um.
Schritt 5.5.4.4.5.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 5.5.4.4.5.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 5.5.4.4.5.3
Kombiniere und .
Schritt 5.5.4.4.5.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 5.5.4.4.5.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.4.4.5.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.5.4.4.5.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 5.5.4.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 5.5.4.5.1
Schreibe als um.
Schritt 5.5.4.5.2
Potenziere mit .
Schritt 5.5.4.5.3
Schreibe als um.
Schritt 5.5.4.5.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.4.5.3.2
Schreibe als um.
Schritt 5.5.4.5.4
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 5.5.4.5.5
Kombiniere Exponenten.
Schritt 5.5.4.5.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5.4.5.5.2
Kombiniere unter Anwendung der Produktregel für das Wurzelziehen.
Schritt 5.5.4.5.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5.4.6
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 5.5.4.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.4.6.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 5.5.4.6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.4.6.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.4.6.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 6.2
Löse nach auf.
Schritt 6.2.1
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 6.2.2
Vereinfache .
Schritt 6.2.2.1
Schreibe als um.
Schritt 6.2.2.2
Ziehe Terme von unter der Wurzel heraus unter der Annahme reeller Zahlen.
Schritt 7
Kritische Punkte zum auswerten.
Schritt 8
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 9
Schritt 9.1
Vereinfache den Nenner.
Schritt 9.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 9.1.2
Vereinfache den Zähler.
Schritt 9.1.2.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 9.1.2.2
Potenziere mit .
Schritt 9.1.2.3
Schreibe als um.
Schritt 9.1.2.4
Potenziere mit .
Schritt 9.1.2.5
Schreibe als um.
Schritt 9.1.2.5.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.1.2.5.2
Schreibe als um.
Schritt 9.1.2.6
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 9.1.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.3
Potenziere mit .
Schritt 9.1.4
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 9.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.1.4.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 9.1.4.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.1.4.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.1.4.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.2
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 9.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.3.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.3.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.4
Kombiniere und .
Schritt 9.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.7
Vereinfache Terme.
Schritt 9.7.1
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Schritt 9.7.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.7.1.2
Bewege .
Schritt 9.7.1.3
Potenziere mit .
Schritt 9.7.1.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 9.7.1.5
Addiere und .
Schritt 9.7.1.6
Schreibe als um.
Schritt 9.7.1.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 9.7.1.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 9.7.1.6.3
Kombiniere und .
Schritt 9.7.1.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.7.1.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.7.1.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.7.1.6.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 9.7.2
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 9.7.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.7.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 9.7.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.7.2.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.7.2.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.8
Vereinfache den Zähler.
Schritt 9.8.1
Schreibe als um.
Schritt 9.8.2
Potenziere mit .
Schritt 9.8.3
Schreibe als um.
Schritt 9.8.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.8.3.2
Schreibe als um.
Schritt 9.8.4
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 9.8.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.9
Vereinfache den Ausdruck durch Kürzen der gemeinsamen Faktoren.
Schritt 9.9.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.9.2
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 9.9.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.9.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 9.9.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.9.2.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.9.2.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 10
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 11
Schritt 11.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 11.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 11.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.3
Vereinfache den Nenner.
Schritt 11.2.1.3.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.3.2
Vereinfache den Zähler.
Schritt 11.2.1.3.2.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.3.2.2
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.3.2.3
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.3.2.4
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.3.2.5
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.3.2.5.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.1.3.2.5.2
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.3.2.6
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 11.2.1.3.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.3.3
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.4
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 11.2.1.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.5.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.1.5.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.1.5.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.5.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.6
Kombiniere und .
Schritt 11.2.1.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.9
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Schritt 11.2.1.9.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.9.2
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.9.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 11.2.1.9.4
Addiere und .
Schritt 11.2.1.9.5
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.9.5.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 11.2.1.9.5.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 11.2.1.9.5.3
Kombiniere und .
Schritt 11.2.1.9.5.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.9.5.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.9.5.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.9.5.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 11.2.1.10
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.10.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.10.2
Dividiere durch .
Schritt 11.2.1.11
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.12
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.13
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.13.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.1.13.2
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.14
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 11.2.1.15
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 12
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
Schritt 13