Algebra Beispiele

Finde die lokalen Maxima und Minima y=x^4-2x^3-11x^2+12x+36
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Ermittle die erste Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.1.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.4.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.5.2
Addiere und .
Schritt 3
Ermittle die zweite Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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 .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
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
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.4.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 3.5.2
Addiere und .
Schritt 4
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 5
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.1
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.1.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.4
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.4.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.5
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1.5.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 5.1.5.2
Addiere und .
Schritt 5.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 6
Setze die erste Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.7
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2
Faktorisiere mithilfe des Satzes über rationale Wurzeln.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1
Wenn eine Polynomfunktion ganzzahlige Koeffizienten hat, dann hat jede rationale Nullstelle die Form , wobei ein Teiler der Konstanten und ein Teiler des Leitkoeffizienten ist.
Schritt 6.2.2.2
Ermittle jede Kombination von . Dies sind die möglichen Wurzeln der Polynomfunktion.
Schritt 6.2.2.3
Setze ein und vereinfache den Ausdruck. In diesem Fall ist der Ausdruck gleich , folglich ist eine Wurzel des Polynoms.
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Schritt 6.2.2.3.1
Setze in das Polynom ein.
Schritt 6.2.2.3.2
Potenziere mit .
Schritt 6.2.2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2.3.4
Potenziere mit .
Schritt 6.2.2.3.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2.3.6
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.2.3.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2.3.8
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.2.3.9
Addiere und .
Schritt 6.2.2.4
Da eine bekannte Wurzel ist, dividiere das Polynom durch , um das Quotientenpolynom zu bestimmen. Dieses Polynom kann dann verwendet werden, um die restlichen Wurzeln zu finden.
Schritt 6.2.2.5
Dividiere durch .
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Schritt 6.2.2.5.1
Stelle die zu dividierenden Polynome auf. Wenn es nicht für jeden Exponenten einen Term gibt, setze einen ein mit dem Wert .
---+
Schritt 6.2.2.5.2
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
---+
Schritt 6.2.2.5.3
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
---+
+-
Schritt 6.2.2.5.4
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
---+
-+
Schritt 6.2.2.5.5
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
---+
-+
-
Schritt 6.2.2.5.6
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
---+
-+
--
Schritt 6.2.2.5.7
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
-
---+
-+
--
Schritt 6.2.2.5.8
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
-
---+
-+
--
-+
Schritt 6.2.2.5.9
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
-
---+
-+
--
+-
Schritt 6.2.2.5.10
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
-
---+
-+
--
+-
-
Schritt 6.2.2.5.11
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
-
---+
-+
--
+-
-+
Schritt 6.2.2.5.12
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
--
---+
-+
--
+-
-+
Schritt 6.2.2.5.13
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
--
---+
-+
--
+-
-+
-+
Schritt 6.2.2.5.14
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
--
---+
-+
--
+-
-+
+-
Schritt 6.2.2.5.15
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
--
---+
-+
--
+-
-+
+-
Schritt 6.2.2.5.16
Da der Rest gleich ist, ist der Quotient das endgültige Ergebnis.
Schritt 6.2.2.6
Schreibe als eine Menge von Faktoren.
Schritt 6.2.3
Faktorisiere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.3.1
Faktorisiere unter der Verwendung der AC-Methode.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.3.1.1
Faktorisiere unter der Verwendung der AC-Methode.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.3.1.1.1
Betrachte die Form . Finde ein Paar ganzer Zahlen, deren Produkt und deren Summe ist. In diesem Fall, deren Produkt und deren Summe ist.
Schritt 6.2.3.1.1.2
Schreibe die faktorisierte Form mithilfe dieser Ganzzahlen.
Schritt 6.2.3.1.2
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 6.2.3.2
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.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.4.1
Setze gleich .
Schritt 6.4.2
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.4.2.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.4.2.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.4.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.4.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.4.2.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.4.2.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.4.2.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.5
Setze gleich und löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.5.1
Setze gleich .
Schritt 6.5.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.6
Setze gleich und löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.6.1
Setze gleich .
Schritt 6.6.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.7
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 7
Ermittle die Werte, wo die Ableitung nicht definiert ist.
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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
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 10.1.2
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 10.1.3
Potenziere mit .
Schritt 10.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 10.1.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 10.1.4.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 10.1.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.1.5.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 10.1.5.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 10.1.5.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 10.2
Vereinfache durch Substrahieren von Zahlen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 10.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 11
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 12
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 12.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.2.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 12.2.1.2
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 12.2.1.3
Potenziere mit .
Schritt 12.2.1.4
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 12.2.1.5
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 12.2.1.6
Potenziere mit .
Schritt 12.2.1.7
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.2.1.7.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 12.2.1.7.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 12.2.1.7.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 12.2.1.7.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 12.2.1.8
Schreibe als um.
Schritt 12.2.1.9
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 12.2.1.10
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 12.2.1.11
Potenziere mit .
Schritt 12.2.1.12
Kombiniere und .
Schritt 12.2.1.13
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 12.2.1.14
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.2.1.14.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 12.2.1.14.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 12.2.1.14.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 12.2.2
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.2.2.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 12.2.3
Ermittle den gemeinsamen Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.2.3.1
Schreibe als einen Bruch mit dem Nenner .
Schritt 12.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.3.4
Schreibe als einen Bruch mit dem Nenner .
Schritt 12.2.3.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.3.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.3.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.3.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.3.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.2.5
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.2.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.6
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 12.2.6.1
Addiere und .
Schritt 12.2.6.2
Addiere und .
Schritt 12.2.6.3
Subtrahiere von .
Schritt 12.2.7
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
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 14.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 14.1.1
Potenziere mit .
Schritt 14.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.2
Vereinfache durch Substrahieren von Zahlen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 14.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 14.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 15
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 16
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 16.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 16.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 16.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 16.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 16.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 16.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 16.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 16.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 16.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 16.2.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 16.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 16.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 16.2.2.3
Addiere und .
Schritt 16.2.2.4
Addiere und .
Schritt 16.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 17
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 18
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 18.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 18.1.1
Potenziere mit .
Schritt 18.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 18.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 18.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 18.2.1
Addiere und .
Schritt 18.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 19
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 20
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 20.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 20.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 20.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 20.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 20.2.1.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 20.2.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 20.2.1.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 20.2.1.2.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 20.2.1.2.2
Addiere und .
Schritt 20.2.1.3
Potenziere mit .
Schritt 20.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 20.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 20.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 20.2.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 20.2.2.1
Addiere und .
Schritt 20.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 20.2.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 20.2.2.4
Addiere und .
Schritt 20.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 21
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Minimum
Schritt 22