Analysis Beispiele

Ermittle die kritischen Punkte 2cos(t)+sin(2t)
Schritt 1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.1.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.3
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.3.1
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.3.1.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.1.3.1.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.1.3.1.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.1.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.1.3.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.3.5
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 2
Setze die erste Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 2.2
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.1
Wende die Doppelwinkelfunktion an, um nach zu transformieren.
Schritt 2.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3
Faktorisiere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.1.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.1.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.2
Faktorisiere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.2.1
Faktorisiere durch Gruppieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.2.1.1
Stelle die Terme um.
Schritt 2.3.2.1.2
Für ein Polynom der Form schreibe den mittleren Term als eine Summe zweier Terme um, deren Produkt gleich und deren Summe gleich ist.
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Schritt 2.3.2.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.2.1.2.2
Schreibe um als plus
Schritt 2.3.2.1.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3.2.1.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.2.1.3
Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.2.1.3.1
Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.
Schritt 2.3.2.1.3.2
Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.
Schritt 2.3.2.1.4
Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, .
Schritt 2.3.2.2
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 2.4
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 2.5
Setze gleich und löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.1
Setze gleich .
Schritt 2.5.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2.5.2.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 2.5.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.5.2.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 2.5.2.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.2.3.1
Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.
Schritt 2.5.2.3
Wende den inversen Sinus auf beide Seiten der Gleichung an, um aus dem Sinus herauszuziehen.
Schritt 2.5.2.4
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.4.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 2.5.2.5
Die Sinusfunktion ist positiv im ersten und zweiten Quadranten. Um die zweite Lösung zu ermitteln, subtrahiere den Referenzwinkel von , um die Lösung im zweiten Quadranten zu finden.
Schritt 2.5.2.6
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.6.1
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 2.5.2.6.2
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.6.2.1
Kombiniere und .
Schritt 2.5.2.6.2.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 2.5.2.6.3
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.6.3.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.5.2.6.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.5.2.7
Ermittele die Periode von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.7.1
Die Periode der Funktion kann mithilfe von berechnet werden.
Schritt 2.5.2.7.2
Ersetze durch in der Formel für die Periode.
Schritt 2.5.2.7.3
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 2.5.2.7.4
Dividiere durch .
Schritt 2.5.2.8
Die Periode der Funktion ist , d. h., Werte werden sich alle rad in beide Richtungen wiederholen.
, für jede ganze Zahl
, für jede ganze Zahl
, für jede ganze Zahl
Schritt 2.6
Setze gleich und löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.6.1
Setze gleich .
Schritt 2.6.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.6.2.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2.6.2.2
Wende den inversen Sinus auf beide Seiten der Gleichung an, um aus dem Sinus herauszuziehen.
Schritt 2.6.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.6.2.3.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 2.6.2.4
Die Sinusfunktion ist negativ im dritten und vierten Quadranten. Um die zweite Lösung zu finden, subtrahiere die Lösung von , um einen Referenzwinkel zu ermitteln. Addiere als nächstes diesen Referenzwinkel zu , um die Lösung im dritten Quadranten zu finden.
Schritt 2.6.2.5
Vereinfache den Ausdruck, um die zweite Lösung zu ermitteln.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.6.2.5.1
Subtrahiere von .
Schritt 2.6.2.5.2
Der resultierende Winkel von ist positiv, kleiner als und gleich .
Schritt 2.6.2.6
Ermittele die Periode von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.6.2.6.1
Die Periode der Funktion kann mithilfe von berechnet werden.
Schritt 2.6.2.6.2
Ersetze durch in der Formel für die Periode.
Schritt 2.6.2.6.3
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 2.6.2.6.4
Dividiere durch .
Schritt 2.6.2.7
Addiere zu jedem negativen Winkel, um positive Winkel zu erhalten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.6.2.7.1
Addiere zu , um den positiven Winkel zu bestimmen.
Schritt 2.6.2.7.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 2.6.2.7.3
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.6.2.7.3.1
Kombiniere und .
Schritt 2.6.2.7.3.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 2.6.2.7.4
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.6.2.7.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.6.2.7.4.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.6.2.7.5
Liste die neuen Winkel auf.
Schritt 2.6.2.8
Die Periode der Funktion ist , d. h., Werte werden sich alle rad in beide Richtungen wiederholen.
, für jede ganze Zahl
, für jede ganze Zahl
, für jede ganze Zahl
Schritt 2.7
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
, für jede ganze Zahl
Schritt 2.8
Fasse die Ergebnisse zusammen.
, für jede ganze Zahl
, für jede ganze Zahl
Schritt 3
Ermittle die Werte, wo die Ableitung nicht definiert ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1
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 4
Werte an jeden Wert aus, wo die Ableitung ist oder nicht definiert ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1
Berechne bei .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.1
Ersetze durch .
Schritt 4.1.2
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.1.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 4.1.2.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.1.2.1.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.1.2.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.1.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.2.1.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.1.2.1.3.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.1.2.1.4
Der genau Wert von ist .
Schritt 4.1.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 4.1.2.3
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.3.1
Kombiniere und .
Schritt 4.1.2.3.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 4.1.2.4
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.4.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 4.1.2.4.2
Addiere und .
Schritt 4.2
Berechne bei .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.2.1
Ersetze durch .
Schritt 4.2.2
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.2.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.2.2.1.1
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest. Kehre das Vorzeichen des Ausdrucks um, da der Kosinus im zweiten Quadranten negativ ist.
Schritt 4.2.2.1.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 4.2.2.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.2.2.1.3.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 4.2.2.1.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.2.2.1.3.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.2.2.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.2.2.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.2.2.1.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.2.2.1.4.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.2.2.1.5
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest. Kehre das Vorzeichen des Ausdrucks um, da der Sinus im vierten Quadranten negativ ist.
Schritt 4.2.2.1.6
Der genau Wert von ist .
Schritt 4.2.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 4.2.2.3
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.2.2.3.1
Kombiniere und .
Schritt 4.2.2.3.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 4.2.2.4
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.2.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.2.2.4.2
Subtrahiere von .
Schritt 4.2.2.5
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 4.3
Berechne bei .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.1
Ersetze durch .
Schritt 4.3.2
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.1.1
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest.
Schritt 4.3.2.1.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 4.3.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.3.2.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.3.2.1.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.3.2.1.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.3.2.1.5
Subtrahiere ganze Umdrehungen von , bis der Winkel größer oder gleich und kleiner als ist.
Schritt 4.3.2.1.6
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest.
Schritt 4.3.2.1.7
Der genau Wert von ist .
Schritt 4.3.2.2
Addiere und .
Schritt 4.4
Liste all Punkte auf.
, für jede ganze Zahl
, für jede ganze Zahl
Schritt 5