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
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3
Berechne .
Schritt 1.3.1
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 1.3.1.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.3.1.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.1.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.3.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4
Stelle die Terme um.
Schritt 2
Schritt 2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
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 Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2.3
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.2.4
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.2.5
Potenziere mit .
Schritt 2.2.6
Potenziere mit .
Schritt 2.2.7
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.8
Addiere und .
Schritt 2.2.9
Potenziere mit .
Schritt 2.2.10
Potenziere mit .
Schritt 2.2.11
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.12
Addiere und .
Schritt 2.3
Berechne .
Schritt 2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.4
Vereinfache.
Schritt 2.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Schritt 4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze gleich .
Schritt 6.2
Löse nach auf.
Schritt 6.2.1
Wende den inversen Sinus auf beide Seiten der Gleichung an, um aus dem Sinus herauszuziehen.
Schritt 6.2.2
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 6.2.2.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 6.2.3
Die Sinusfunktion ist positiv im ersten und zweiten Quadranten. Um die zweite Lösung zu ermitteln, subtrahiere den Referenzwinkel von , um die Lösung im zweiten Quadranten zu finden.
Schritt 6.2.4
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.5
Die Lösung der Gleichung .
Schritt 7
Schritt 7.1
Setze gleich .
Schritt 7.2
Löse nach auf.
Schritt 7.2.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 7.2.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 7.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 7.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 7.2.2.2.1
Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.
Schritt 7.2.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 7.2.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 7.2.2.3.1
Dividiere durch .
Schritt 7.2.3
Wende den inversen Kosinus auf beide Seiten der Gleichung an, um aus dem Kosinus herauszuziehen.
Schritt 7.2.4
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 7.2.4.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 7.2.5
Die Cosinus-Funktion ist im zweiten und dritten Quadranten negativ. Um die zweite Lösung zu finden, subtrahiere den Referenzwinkel von , um die Lösung im dritten Quadranten zu finden.
Schritt 7.2.6
Subtrahiere von .
Schritt 7.2.7
Die Lösung der Gleichung .
Schritt 8
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
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
Der genau Wert von ist .
Schritt 10.1.2
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 10.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.4
Der genau Wert von ist .
Schritt 10.1.5
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.7
Der genau Wert von ist .
Schritt 10.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Schritt 10.2.1
Addiere und .
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
Schritt 12.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 12.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 12.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 12.2.1.1
Der genau Wert von ist .
Schritt 12.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.1.3
Der genau Wert von ist .
Schritt 12.2.1.4
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 12.2.2
Addiere und .
Schritt 12.2.3
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
Vereinfache jeden Term.
Schritt 14.1.1
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 Kosinus im zweiten Quadranten negativ ist.
Schritt 14.1.2
Der genau Wert von ist .
Schritt 14.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.1.4
Potenziere mit .
Schritt 14.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.1.6
Wende den Referenzwinkel an, indem du den Winkel mit den entsprechenden trigonometrischen Werten im ersten Quadranten findest.
Schritt 14.1.7
Der genau Wert von ist .
Schritt 14.1.8
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 14.1.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.1.10
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 Kosinus im zweiten Quadranten negativ ist.
Schritt 14.1.11
Der genau Wert von ist .
Schritt 14.1.12
Multipliziere .
Schritt 14.1.12.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.1.12.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.2
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
Schritt 14.2.1
Addiere und .
Schritt 14.2.2
Addiere und .
Schritt 15
Schritt 15.1
Teile in separate Intervalle um die -Werte herum auf, die die erste Ableitung zu oder nicht definiert machen.
Schritt 15.2
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.2.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.2.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.2.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 15.2.2.1.1
Berechne .
Schritt 15.2.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.1.3
Berechne .
Schritt 15.2.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.1.5
Berechne .
Schritt 15.2.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.2
Addiere und .
Schritt 15.2.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.3
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 15.3.2.1.1
Berechne .
Schritt 15.3.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.3.2.1.3
Berechne .
Schritt 15.3.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.3.2.1.5
Berechne .
Schritt 15.3.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.3.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 15.3.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.4
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.4.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.4.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.4.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 15.4.2.1.1
Berechne .
Schritt 15.4.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.4.2.1.3
Berechne .
Schritt 15.4.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.4.2.1.5
Berechne .
Schritt 15.4.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.4.2.2
Addiere und .
Schritt 15.4.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.5
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von positiv zu negativ gewechselt hat, ist ein lokales Maximum.
ist ein lokales Maximum
Schritt 15.6
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von negativ zu positiv gewechselt hat, ist ein lokales Minimum.
ist ein lokales Minimum
Schritt 15.7
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
Schritt 16