Analysis Beispiele

Bestimme die Konkavität f(x)=(x-4)/(x^3)
Schritt 1
Find the values where the second derivative is equal to .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Bestimme die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.1.2
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1.2.1
Multipliziere die Exponenten in .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1.2.7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.1.2.7.2
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.1.1.4.2
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
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
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.2.3
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.2.3.1
Multipliziere die Exponenten in .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.2.3.7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.3.7.2
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.2.7.3.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.2.7.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.2.7.3.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.3.1
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.3.1.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 1.2.3.1.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.3.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.3.1.3.1
Dividiere durch .
Schritt 1.2.3.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2
Bestimme den Definitionsbereich von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 2.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Setze eine beliebige Zahl aus dem Intervall in die zweite Ableitung ein und berechne, um die Konkavität zu bestimmen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 4.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.2.1
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.2.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Setze eine beliebige Zahl aus dem Intervall in die zweite Ableitung ein und berechne, um die Konkavität zu bestimmen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 5.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.1
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.2.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Setze eine beliebige Zahl aus dem Intervall in die zweite Ableitung ein und berechne, um die Konkavität zu bestimmen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 6.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.1
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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