Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.2
Berechne .
Schritt 1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3
Berechne .
Schritt 1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.3.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2
Schritt 2.1
Differenziere.
Schritt 2.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.2
Berechne .
Schritt 2.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.2.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.2.3
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.2.4
Potenziere mit .
Schritt 2.2.5
Potenziere mit .
Schritt 2.2.6
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.7
Addiere und .
Schritt 2.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3
Subtrahiere von .
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 5
Schritt 5.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 5.2.1
Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.
Schritt 5.2.2
Dividiere durch .
Schritt 5.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 5.3.1
Dividiere durch .
Schritt 6
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 7
Schritt 7.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 7.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 7.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 8
Stelle jede der Lösungen auf, um sie nach aufzulösen.
Schritt 9
Schritt 9.1
Bilde den inversen Sekans von beiden Seiten der Gleichung, um aus dem Sekans zu ziehen.
Schritt 9.2
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 9.2.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 9.3
DIe Sekans-Funktion ist im ersten und vierten Quadranten positiv. Um die zweite Lösung zu finden, subtrahiere den Referenzwinkel von , um die Lösung im vierten Quadranten zu finden.
Schritt 9.4
Vereinfache .
Schritt 9.4.1
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 9.4.2
Kombiniere Brüche.
Schritt 9.4.2.1
Kombiniere und .
Schritt 9.4.2.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 9.4.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 9.4.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.4.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 9.5
Die Lösung der Gleichung .
Schritt 10
Schritt 10.1
Bilde den inversen Sekans von beiden Seiten der Gleichung, um aus dem Sekans zu ziehen.
Schritt 10.2
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 10.2.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 10.3
Die Sekans-Funktion ist im zweiten und dritten Quadranten negativ. Um die zweite Lösung zu finden, subtrahiere den Referenzwinkel von , um die Lösung im dritten Quadraten zu ermitteln.
Schritt 10.4
Vereinfache .
Schritt 10.4.1
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 10.4.2
Kombiniere Brüche.
Schritt 10.4.2.1
Kombiniere und .
Schritt 10.4.2.2
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 10.4.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 10.4.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.4.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 10.5
Die Lösung der Gleichung .
Schritt 11
Liste alle Lösungen auf.
Schritt 12
Schließe die Lösungen aus, die nicht erfüllen.
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
Der genau Wert von ist .
Schritt 14.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.3
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Schritt 14.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.3.2
Potenziere mit .
Schritt 14.3.3
Potenziere mit .
Schritt 14.3.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 14.3.5
Addiere und .
Schritt 14.3.6
Schreibe als um.
Schritt 14.3.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 14.3.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 14.3.6.3
Kombiniere und .
Schritt 14.3.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 14.3.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 14.3.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 14.3.6.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 14.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 14.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 14.4.2
Dividiere durch .
Schritt 14.5
Schreibe als um.
Schritt 14.5.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 14.5.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 14.5.3
Kombiniere und .
Schritt 14.5.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 14.5.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 14.5.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 14.5.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 14.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.7
Der genau Wert von ist .
Schritt 14.8
Mutltipliziere mit .
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
Vereinfache jeden Term.
Schritt 16.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 16.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 16.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 16.2.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 16.2.1.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 16.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 16.2.2
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
Schritt 18.1
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest.
Schritt 18.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 18.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 18.4
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Schritt 18.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 18.4.2
Potenziere mit .
Schritt 18.4.3
Potenziere mit .
Schritt 18.4.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 18.4.5
Addiere und .
Schritt 18.4.6
Schreibe als um.
Schritt 18.4.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 18.4.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 18.4.6.3
Kombiniere und .
Schritt 18.4.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 18.4.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 18.4.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 18.4.6.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 18.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 18.5.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 18.5.2
Dividiere durch .
Schritt 18.6
Schreibe als um.
Schritt 18.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 18.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 18.6.3
Kombiniere und .
Schritt 18.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 18.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 18.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 18.6.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 18.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 18.8
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 Tangens im vierten Quadranten negativ ist.
Schritt 18.9
Der genau Wert von ist .
Schritt 18.10
Multipliziere .
Schritt 18.10.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 18.10.2
Mutltipliziere mit .
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
Schritt 20.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 20.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 20.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 20.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 20.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 20.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 20.2.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 20.2.1.2
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 Tangens im vierten Quadranten negativ ist.
Schritt 20.2.1.3
Der genau Wert von ist .
Schritt 20.2.1.4
Multipliziere .
Schritt 20.2.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 20.2.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 20.2.2
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 21
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 22
Schritt 22.1
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 Sekans im zweiten Quadranten negativ ist.
Schritt 22.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 22.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 22.4
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Schritt 22.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 22.4.2
Potenziere mit .
Schritt 22.4.3
Potenziere mit .
Schritt 22.4.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 22.4.5
Addiere und .
Schritt 22.4.6
Schreibe als um.
Schritt 22.4.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 22.4.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 22.4.6.3
Kombiniere und .
Schritt 22.4.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 22.4.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 22.4.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 22.4.6.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 22.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 22.5.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 22.5.2
Dividiere durch .
Schritt 22.6
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 22.6.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 22.6.2
Potenziere mit .
Schritt 22.6.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 22.7
Schreibe als um.
Schritt 22.7.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 22.7.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 22.7.3
Kombiniere und .
Schritt 22.7.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 22.7.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 22.7.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 22.7.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 22.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 22.9
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 Tangens im zweiten Quadranten negativ ist.
Schritt 22.10
Der genau Wert von ist .
Schritt 22.11
Multipliziere .
Schritt 22.11.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 22.11.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 23
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 24
Schritt 24.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 24.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 24.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 24.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 24.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 24.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 24.2.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 24.2.1.2
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 Tangens im zweiten Quadranten negativ ist.
Schritt 24.2.1.3
Der genau Wert von ist .
Schritt 24.2.1.4
Multipliziere .
Schritt 24.2.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 24.2.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 24.2.2
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 25
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 26
Schritt 26.1
Wende den Referenzwinkel an durch Ermitteln des Winkels mit äquivalenten trigonometrischen Werten im ersten Quadranten. Mache den Ausdruck negativ, da der Sekans im dritten Quadranten negativ ist.
Schritt 26.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 26.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 26.4
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Schritt 26.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 26.4.2
Potenziere mit .
Schritt 26.4.3
Potenziere mit .
Schritt 26.4.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 26.4.5
Addiere und .
Schritt 26.4.6
Schreibe als um.
Schritt 26.4.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 26.4.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 26.4.6.3
Kombiniere und .
Schritt 26.4.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 26.4.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 26.4.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 26.4.6.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 26.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 26.5.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 26.5.2
Dividiere durch .
Schritt 26.6
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 26.6.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 26.6.2
Potenziere mit .
Schritt 26.6.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 26.7
Schreibe als um.
Schritt 26.7.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 26.7.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 26.7.3
Kombiniere und .
Schritt 26.7.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 26.7.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 26.7.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 26.7.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 26.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 26.9
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest.
Schritt 26.10
Der genau Wert von ist .
Schritt 26.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 27
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 28
Schritt 28.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 28.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 28.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 28.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 28.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 28.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 28.2.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 28.2.1.2
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest.
Schritt 28.2.1.3
Der genau Wert von ist .
Schritt 28.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 28.2.2
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 29
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
Schritt 30