Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Bestimme die zweite Ableitung.
Schritt 1.1.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 1.1.1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.1.2
Differenziere.
Schritt 1.1.1.2.1
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 1.1.1.2.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 1.1.1.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.1.2.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.1.2.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.1.2.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.1.1.2.5
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 1.1.1.2.5.1
Addiere und .
Schritt 1.1.1.2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.1.2.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.1.2.7
Vereinfache durch Herausfaktorisieren.
Schritt 1.1.1.2.7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.1.2.7.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.2.7.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.2.7.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.2.7.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.3
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 1.1.1.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.1.1.3.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.1.1.4
Vereinfache.
Schritt 1.1.1.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.1.4.2
Vereinfache den Zähler.
Schritt 1.1.1.4.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.1.4.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 1.1.1.4.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.4.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.4.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.4.3.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.4.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.4.5
Schreibe als um.
Schritt 1.1.1.4.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.1.4.7
Schreibe als um.
Schritt 1.1.1.4.8
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 1.1.2
Bestimme die zweite Ableitung.
Schritt 1.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.2.3
Differenziere.
Schritt 1.1.2.3.1
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 1.1.2.3.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 1.1.2.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.3.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.2.3.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2.3.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.1.2.3.5
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 1.1.2.3.5.1
Addiere und .
Schritt 1.1.2.3.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.3.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2.3.7
Vereinfache durch Herausfaktorisieren.
Schritt 1.1.2.3.7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.3.7.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.3.7.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.3.7.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.3.7.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.4
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 1.1.2.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.1.2.4.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.1.2.5
Kombiniere und .
Schritt 1.1.2.6
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 1.1.2.7
Vereinfache.
Schritt 1.1.2.7.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.7.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.2.7.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 1.1.2.7.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 1.1.2.7.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.7.3.1.2
Multipliziere .
Schritt 1.1.2.7.3.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.7.3.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.7.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 1.1.2.7.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.7.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.7.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.7.4.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.7.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.7.6
Schreibe als um.
Schritt 1.1.2.7.7
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.1.2.7.8
Schreibe als um.
Schritt 1.1.2.7.9
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 1.1.2.7.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.7.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.3
Die zweite Ableitung von nach ist .
Schritt 1.2
Setze die zweite Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
Schritt 1.2.1
Setze die zweite Ableitung gleich .
Schritt 1.2.2
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 1.2.3
Löse die Gleichung nach auf.
Schritt 1.2.3.1
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 1.2.3.1.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 1.2.3.1.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 1.2.3.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 1.2.3.1.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.2.3.1.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 1.2.3.1.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 1.2.3.1.3.1
Dividiere durch .
Schritt 1.2.3.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2
Schritt 2.1
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 2.2
Löse nach auf.
Schritt 2.2.1
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Schritt 2.2.2
Vereinfache .
Schritt 2.2.2.1
Schreibe als um.
Schritt 2.2.2.2
Ziehe Terme von unter der Wurzel heraus unter der Annahme reeller Zahlen.
Schritt 2.3
Der Definitionsbereich umfasst alle Werte von , für die der Ausdruck definiert ist.
Intervallschreibweise:
Aufzählende bzw. beschreibende Mengenschreibweise:
Intervallschreibweise:
Aufzählende bzw. beschreibende Mengenschreibweise:
Schritt 3
Erzeuge Intervalle um die -Werte, wo die 2. Ableitung 0 ist oder nicht definiert ist.
Schritt 4
Schritt 4.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 4.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 4.2.1
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 4.2.1.1
Subtrahiere von .
Schritt 4.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 4.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.2.2
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 4.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.2.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 4.2.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.2.2.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.2.2.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 4.3
Der Graph ist im Intervall konvex, weil positiv ist.
Konvex im Intervall , da positiv ist
Konvex im Intervall , da positiv ist
Schritt 5
Schritt 5.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 5.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 5.2.1
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 5.2.1.1
Subtrahiere von .
Schritt 5.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 5.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.2
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 5.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.2.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 5.2.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.2.2.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.2.2.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.2.3
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 5.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 5.3
Der Graph ist im Intervall konkav, weil negativ ist.
Konkav im Intervall , da negativ ist
Konkav im Intervall , da negativ ist
Schritt 6
Schritt 6.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 6.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 6.2.1
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 6.2.1.1
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 6.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 6.2.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.2.2.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 6.3
Der Graph ist im Intervall konvex, weil positiv ist.
Konvex im Intervall , da positiv ist
Konvex im Intervall , da positiv ist
Schritt 7
Der Graph ist konvex, wenn die zweite Ableitung negativ ist und konkav, wenn die zweite Ableitung positiv ist.
Konvex im Intervall , da positiv ist
Konkav im Intervall , da negativ ist
Konvex im Intervall , da positiv ist
Schritt 8