Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
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
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.4
Berechne .
Schritt 1.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.4.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.5
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Schritt 1.5.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.5.2
Addiere und .
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
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3
Berechne .
Schritt 2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Schritt 2.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.4.2
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
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
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
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.4
Berechne .
Schritt 4.1.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.4.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.5
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Schritt 4.1.5.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.5.2
Addiere und .
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Verwende die Quadratformel, um die Lösungen zu finden.
Schritt 5.3
Setze die Werte , und in die Quadratformel ein und löse nach auf.
Schritt 5.4
Vereinfache.
Schritt 5.4.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 5.4.1.1
Potenziere mit .
Schritt 5.4.1.2
Multipliziere .
Schritt 5.4.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.4.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.4.1.3
Addiere und .
Schritt 5.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Schritt 5.5.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 5.5.1.1
Potenziere mit .
Schritt 5.5.1.2
Multipliziere .
Schritt 5.5.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5.1.3
Addiere und .
Schritt 5.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.5.3
Ändere das zu .
Schritt 5.5.4
Schreibe als um.
Schritt 5.5.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.7
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 5.6
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Schritt 5.6.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 5.6.1.1
Potenziere mit .
Schritt 5.6.1.2
Multipliziere .
Schritt 5.6.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.6.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.6.1.3
Addiere und .
Schritt 5.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.6.3
Ändere das zu .
Schritt 5.6.4
Schreibe als um.
Schritt 5.6.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.6.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.6.7
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 5.7
Die endgültige Lösung ist die Kombination beider Lösungen.
Schritt 6
Schritt 6.1
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 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 jeden Term.
Schritt 9.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.1.1.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 9.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.1.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 9.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.4
Multipliziere .
Schritt 9.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
Schritt 9.2.1
Addiere und .
Schritt 9.2.2
Addiere und .
Schritt 10
ist ein lokales Minimum, weil der Wert der zweiten Ableitung positiv ist. Dies wird auch der Prüfung der zweiten Ableitung genannt.
ist ein lokales Minimum
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
Wende die Exponentenregel an, um den Exponenten zu verteilen.
Schritt 11.2.1.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.1.2
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.3
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.4.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 11.2.1.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.1.4.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.4.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 11.2.1.5.1
Wende den binomischen Lehrsatz an.
Schritt 11.2.1.5.2
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.5.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.5.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.5.6
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.5.7
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.5.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.5.9
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.5.9.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 11.2.1.5.9.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 11.2.1.5.9.3
Kombiniere und .
Schritt 11.2.1.5.9.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.5.9.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.5.9.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.5.9.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 11.2.1.5.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.5.11
Vereinfache jeden Term.
Schritt 11.2.1.5.11.1
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.5.11.2
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.5.11.3
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.5.11.4
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.5.11.5
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.5.12
Addiere und .
Schritt 11.2.1.5.13
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.1.5.14
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.1.5.15
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.6
Dividiere durch .
Schritt 11.2.1.7
Wende die Exponentenregel an, um den Exponenten zu verteilen.
Schritt 11.2.1.7.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.7.2
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.8
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.10
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.11
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.12
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 11.2.1.12.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 11.2.1.12.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 11.2.1.12.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 11.2.1.13
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 11.2.1.13.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 11.2.1.13.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.13.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.13.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.13.1.4
Multipliziere .
Schritt 11.2.1.13.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.13.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.13.1.4.3
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.13.1.4.4
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.13.1.4.5
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 11.2.1.13.1.4.6
Addiere und .
Schritt 11.2.1.13.1.5
Schreibe als um.
Schritt 11.2.1.13.1.5.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 11.2.1.13.1.5.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 11.2.1.13.1.5.3
Kombiniere und .
Schritt 11.2.1.13.1.5.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.13.1.5.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.13.1.5.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.13.1.5.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 11.2.1.13.2
Addiere und .
Schritt 11.2.1.13.3
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.1.13.4
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.1.14
Dividiere durch .
Schritt 11.2.1.15
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.15.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 11.2.1.15.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.1.15.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.1.15.4
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.15.5
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.16
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 11.2.1.17
Multipliziere .
Schritt 11.2.1.17.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.17.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2
Ermittle den gemeinsamen Nenner.
Schritt 11.2.2.1
Schreibe als einen Bruch mit dem Nenner .
Schritt 11.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2.4
Schreibe als einen Bruch mit dem Nenner .
Schritt 11.2.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2.7
Schreibe als einen Bruch mit dem Nenner .
Schritt 11.2.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 11.2.4
Vereinfache jeden Term.
Schritt 11.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.5
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Schritt 11.2.5.1
Addiere und .
Schritt 11.2.5.2
Addiere und .
Schritt 11.2.5.3
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.5.4
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 11.2.5.4.1
Addiere und .
Schritt 11.2.5.4.2
Dividiere durch .
Schritt 11.2.6
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 12
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 13
Schritt 13.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 13.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 13.1.1.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 13.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 13.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 13.1.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 13.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.2
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
Schritt 13.2.1
Addiere und .
Schritt 13.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 14
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 15
Schritt 15.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 15.2.1.1
Wende die Exponentenregel an, um den Exponenten zu verteilen.
Schritt 15.2.1.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 15.2.1.1.2
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 15.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 15.2.1.3
Potenziere mit .
Schritt 15.2.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 15.2.1.4.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 15.2.1.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 15.2.1.4.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 15.2.1.4.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 15.2.1.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 15.2.1.5.1
Wende den binomischen Lehrsatz an.
Schritt 15.2.1.5.2
Potenziere mit .
Schritt 15.2.1.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.1.5.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.1.5.5
Schreibe als um.
Schritt 15.2.1.5.5.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 15.2.1.5.5.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 15.2.1.5.5.3
Kombiniere und .
Schritt 15.2.1.5.5.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 15.2.1.5.5.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 15.2.1.5.5.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 15.2.1.5.5.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 15.2.1.5.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.1.5.7
Vereinfache jeden Term.
Schritt 15.2.1.5.7.1
Potenziere mit .
Schritt 15.2.1.5.7.2
Schreibe als um.
Schritt 15.2.1.5.7.3
Potenziere mit .
Schritt 15.2.1.5.8
Addiere und .
Schritt 15.2.1.5.9
Addiere und .
Schritt 15.2.1.5.10
Addiere und .
Schritt 15.2.1.5.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.1.6
Dividiere durch .
Schritt 15.2.1.7
Wende die Exponentenregel an, um den Exponenten zu verteilen.
Schritt 15.2.1.7.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 15.2.1.7.2
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 15.2.1.8
Potenziere mit .
Schritt 15.2.1.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.1.10
Potenziere mit .
Schritt 15.2.1.11
Schreibe als um.
Schritt 15.2.1.12
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 15.2.1.12.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 15.2.1.12.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 15.2.1.12.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 15.2.1.13
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 15.2.1.13.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 15.2.1.13.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.1.13.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 15.2.1.13.1.3
Multipliziere .
Schritt 15.2.1.13.1.3.1
Potenziere mit .
Schritt 15.2.1.13.1.3.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 15.2.1.13.1.3.3
Addiere und .
Schritt 15.2.1.13.1.4
Schreibe als um.
Schritt 15.2.1.13.1.4.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 15.2.1.13.1.4.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 15.2.1.13.1.4.3
Kombiniere und .
Schritt 15.2.1.13.1.4.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 15.2.1.13.1.4.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 15.2.1.13.1.4.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 15.2.1.13.1.4.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 15.2.1.13.2
Addiere und .
Schritt 15.2.1.13.3
Addiere und .
Schritt 15.2.1.13.4
Addiere und .
Schritt 15.2.1.14
Dividiere durch .
Schritt 15.2.1.15
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 15.2.1.15.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 15.2.1.15.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 15.2.1.15.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 15.2.1.15.4
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 15.2.1.15.5
Forme den Ausdruck um.
Schritt 15.2.1.16
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 15.2.1.17
Multipliziere .
Schritt 15.2.1.17.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.1.17.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2
Ermittle den gemeinsamen Nenner.
Schritt 15.2.2.1
Schreibe als einen Bruch mit dem Nenner .
Schritt 15.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.4
Schreibe als einen Bruch mit dem Nenner .
Schritt 15.2.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.7
Schreibe als einen Bruch mit dem Nenner .
Schritt 15.2.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 15.2.4
Vereinfache jeden Term.
Schritt 15.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.5
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Schritt 15.2.5.1
Addiere und .
Schritt 15.2.5.2
Addiere und .
Schritt 15.2.5.3
Addiere und .
Schritt 15.2.5.4
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 15.2.5.4.1
Addiere und .
Schritt 15.2.5.4.2
Dividiere durch .
Schritt 15.2.6
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 16
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
Schritt 17