Elementarmathematik Beispiele

Ermittle den Maximum-/Minimumwert d=5sin(pi/4t)
Schritt 1
Ermittle die erste Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Differenziere unter Anwendung der Faktorregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1
Kombiniere und .
Schritt 1.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.3
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.3.2
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.3.2.1
Kombiniere und .
Schritt 1.3.2.2
Kombiniere und .
Schritt 1.3.2.3
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.3.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2
Ermittle die zweite Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3
Differenziere unter Anwendung der Faktorregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1
Kombiniere und .
Schritt 2.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Potenziere mit .
Schritt 2.5
Potenziere mit .
Schritt 2.6
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.7
Vereinfache den Ausdruck.
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Schritt 2.7.1
Addiere und .
Schritt 2.7.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 5
Löse die Gleichung nach auf.
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Schritt 5.1
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.1.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.1.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.1.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 5.1.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.3.1
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.1.3.1.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.3.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.1.3.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.1.3.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.1.3.2
Dividiere durch .
Schritt 5.2
Wende den inversen Kosinus auf beide Seiten der Gleichung an, um aus dem Kosinus herauszuziehen.
Schritt 5.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.3.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 5.4
Multipliziere beide Seiten der Gleichung mit .
Schritt 5.5
Vereinfache beide Seiten der Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.1
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.1.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.1.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.1.1.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.5.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.1.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.1.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.1.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.5.2
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.5.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.2.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.5.2.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.5.2.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.2.1.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.6
Die Kosinusfunktion ist positiv im ersten und vierten Quadranten. Um die zweite Lösung zu finden, subtrahiere den Referenzwinkel von , um die Lösung im vierten Quadranten zu finden.
Schritt 5.7
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.1
Multipliziere beide Seiten der Gleichung mit .
Schritt 5.7.2
Vereinfache beide Seiten der Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.2.1
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.2.1.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.2.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.2.1.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.7.2.1.1.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.7.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.2.1.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.7.2.1.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.7.2.1.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.7.2.2
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.2.2.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.2.2.1.1
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 5.7.2.2.1.2
Kombiniere und .
Schritt 5.7.2.2.1.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 5.7.2.2.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.2.2.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.7.2.2.1.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.7.2.2.1.4.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.7.2.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.7.2.2.1.6
Subtrahiere von .
Schritt 5.7.2.2.1.7
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.2.2.1.7.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.7.2.2.1.7.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.7.2.2.1.7.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.7.2.2.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.8
Die Lösung der Gleichung .
Schritt 6
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 7
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.1
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.1.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 7.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 7.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 7.2
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.2.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 7.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8
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 9
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 9.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.2.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.2.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.2.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 9.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 10
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 11
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.1
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.1.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.2.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 11.2.2
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 11.2.3
Der genau Wert von ist .
Schritt 11.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.3
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 11.4
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12
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 13
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 13.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 13.2.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 13.2.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 13.2.1.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 13.2.2
Kombiniere und .
Schritt 13.2.3
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 13.2.4
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 13.2.5
Der genau Wert von ist .
Schritt 13.2.6
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.2.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.2.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.2.7
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 14
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
Schritt 15