Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Schreibe als um.
Schritt 2.2
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 2.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 2.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.3.1.3
Schreibe als um.
Schritt 2.3.1.4
Schreibe als um.
Schritt 2.3.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.5
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.6
Differenziere.
Schritt 2.6.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.6.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.6.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.6.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.6.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.6.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.6.7
Addiere und .
Schritt 2.6.8
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.6.9
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.6.10
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.6.11
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 2.6.11.1
Addiere und .
Schritt 2.6.11.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7
Vereinfache.
Schritt 2.7.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.7.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.7.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.7.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.7.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.7.6
Vereine die Terme
Schritt 2.7.6.1
Potenziere mit .
Schritt 2.7.6.2
Potenziere mit .
Schritt 2.7.6.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.7.6.4
Addiere und .
Schritt 2.7.6.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7.6.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7.6.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7.6.8
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.7.6.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7.6.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7.6.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7.6.12
Addiere und .
Schritt 2.7.6.13
Addiere und .
Schritt 2.7.6.14
Subtrahiere von .
Schritt 2.7.6.15
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7.6.16
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.7.6.17
Subtrahiere von .
Schritt 3
Schritt 3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.2
Berechne .
Schritt 3.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3
Berechne .
Schritt 3.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Schritt 3.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 3.4.2
Addiere und .
Schritt 4
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 5
Schritt 5.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 5.1.1
Schreibe als um.
Schritt 5.1.2
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 5.1.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.3
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 5.1.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 5.1.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 5.1.3.1.3
Schreibe als um.
Schritt 5.1.3.1.4
Schreibe als um.
Schritt 5.1.3.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 5.1.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.5
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 5.1.6
Differenziere.
Schritt 5.1.6.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.6.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.6.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.6.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.6.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.6.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 5.1.6.7
Addiere und .
Schritt 5.1.6.8
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.6.9
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.6.10
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 5.1.6.11
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 5.1.6.11.1
Addiere und .
Schritt 5.1.6.11.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.7
Vereinfache.
Schritt 5.1.7.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.7.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.7.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.7.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.7.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.7.6
Vereine die Terme
Schritt 5.1.7.6.1
Potenziere mit .
Schritt 5.1.7.6.2
Potenziere mit .
Schritt 5.1.7.6.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 5.1.7.6.4
Addiere und .
Schritt 5.1.7.6.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.7.6.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.7.6.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.7.6.8
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 5.1.7.6.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.7.6.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.7.6.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.7.6.12
Addiere und .
Schritt 5.1.7.6.13
Addiere und .
Schritt 5.1.7.6.14
Subtrahiere von .
Schritt 5.1.7.6.15
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.7.6.16
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.7.6.17
Subtrahiere von .
Schritt 5.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.
Schritt 6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.3
Schreibe als um.
Schritt 6.2.1.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2
Faktorisiere.
Schritt 6.2.2.1
Faktorisiere durch Gruppieren.
Schritt 6.2.2.1.1
Für ein Polynom der Form schreibe den mittleren Term als eine Summe zweier Terme um, deren Produkt gleich und deren Summe gleich ist.
Schritt 6.2.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2.1.1.2
Schreibe um als plus
Schritt 6.2.2.1.1.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 6.2.2.1.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2.1.2
Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.
Schritt 6.2.2.1.2.1
Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.
Schritt 6.2.2.1.2.2
Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.
Schritt 6.2.2.1.3
Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, .
Schritt 6.2.2.2
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 6.3
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 6.4
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.4.1
Setze gleich .
Schritt 6.4.2
Löse nach auf.
Schritt 6.4.2.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.4.2.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 6.4.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.4.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.4.2.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.4.2.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.4.2.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.4.2.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 6.4.2.2.3.1
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 6.5
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.5.1
Setze gleich .
Schritt 6.5.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.6
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 7
Schritt 7.1
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 8
Kritische Punkte zum auswerten.
Schritt 9
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 10
Schritt 10.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 10.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 10.1.1.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 10.1.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 10.1.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 10.1.1.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 10.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2
Addiere und .
Schritt 11
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 12
Schritt 12.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 12.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 12.2.1
Schreibe als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.2.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.2.3
Addiere und .
Schritt 12.2.4
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 12.2.5
Kombiniere und .
Schritt 12.2.6
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.2.7
Vereinfache den Zähler.
Schritt 12.2.7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.7.2
Subtrahiere von .
Schritt 12.2.8
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 12.2.9
Wende die Exponentenregel an, um den Exponenten zu verteilen.
Schritt 12.2.9.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 12.2.9.2
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 12.2.10
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 12.2.10.1
Bewege .
Schritt 12.2.10.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.10.2.1
Potenziere mit .
Schritt 12.2.10.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 12.2.10.3
Addiere und .
Schritt 12.2.11
Potenziere mit .
Schritt 12.2.12
Potenziere mit .
Schritt 12.2.13
Potenziere mit .
Schritt 12.2.14
Multipliziere .
Schritt 12.2.14.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.14.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.14.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.15
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 13
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 14
Schritt 14.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.2
Addiere und .
Schritt 15
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 16
Schritt 16.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 16.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 16.2.1
Addiere und .
Schritt 16.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 16.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 16.2.4
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 16.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 16.2.6
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 17
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
Schritt 18