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
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 1.2.4
Kombiniere und .
Schritt 1.2.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 1.2.6
Vereinfache den Zähler.
Schritt 1.2.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.6.2
Subtrahiere von .
Schritt 1.2.7
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 1.2.8
Kombiniere und .
Schritt 1.2.9
Kombiniere und .
Schritt 1.2.10
Bringe in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 1.2.11
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.2.12
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 1.2.12.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.2.12.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.2.12.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.3
Berechne .
Schritt 1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.4
Kombiniere und .
Schritt 1.3.5
Kombiniere und .
Schritt 1.3.6
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 1.3.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.6.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 1.3.6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 1.3.6.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.3.6.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.3.6.2.4
Dividiere durch .
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 Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3
Berechne .
Schritt 2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.2
Schreibe als um.
Schritt 2.3.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.3.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.3.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.5
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 2.3.5.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.3.5.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 2.3.5.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.5.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.3.5.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.3.6
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 2.3.7
Kombiniere und .
Schritt 2.3.8
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 2.3.9
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.3.9.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.9.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.3.10
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.3.11
Kombiniere und .
Schritt 2.3.12
Kombiniere und .
Schritt 2.3.13
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.3.13.1
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.3.13.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 2.3.13.3
Kombiniere und .
Schritt 2.3.13.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 2.3.13.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.3.13.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.13.5.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.3.13.6
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.3.14
Bringe in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 2.3.15
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.16
Kombiniere und .
Schritt 2.3.17
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.18
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 2.3.18.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3.18.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.3.18.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.3.19
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
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
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 4.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.2
Berechne .
Schritt 4.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.2.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 4.1.2.4
Kombiniere und .
Schritt 4.1.2.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 4.1.2.6
Vereinfache den Zähler.
Schritt 4.1.2.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.6.2
Subtrahiere von .
Schritt 4.1.2.7
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 4.1.2.8
Kombiniere und .
Schritt 4.1.2.9
Kombiniere und .
Schritt 4.1.2.10
Bringe in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 4.1.2.11
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.2.12
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 4.1.2.12.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.2.12.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.1.2.12.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.1.3
Berechne .
Schritt 4.1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.4
Kombiniere und .
Schritt 4.1.3.5
Kombiniere und .
Schritt 4.1.3.6
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 4.1.3.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.3.6.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 4.1.3.6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4.1.3.6.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.1.3.6.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.1.3.6.2.4
Dividiere durch .
Schritt 4.1.4
Stelle die Terme um.
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Finde den Hauptnenner der Terme in der Gleichung.
Schritt 5.2.1
Den Hauptnenner einer Liste von Werten zu bestimmen, ist das gleiche wie das kgV der Nenner dieser Werte zu bestimmen.
Schritt 5.2.2
Das kleinste gemeinsame Vielfache eines beliebigen Ausdrucks ist der Ausdruck.
Schritt 5.3
Multipliziere jeden Term in mit um die Brüche zu eliminieren.
Schritt 5.3.1
Multipliziere jeden Term in mit .
Schritt 5.3.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 5.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 5.3.2.1.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 5.3.2.1.1.1
Bewege .
Schritt 5.3.2.1.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 5.3.2.1.1.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 5.3.2.1.1.4
Kombiniere und .
Schritt 5.3.2.1.1.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 5.3.2.1.1.6
Vereinfache den Zähler.
Schritt 5.3.2.1.1.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.3.2.1.1.6.2
Addiere und .
Schritt 5.3.2.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 5.3.2.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.3.2.1.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.3.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 5.3.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.4
Löse die Gleichung.
Schritt 5.4.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 5.4.2
Potenziere jede Seite der Gleichung mit , um den gebrochenen Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 5.4.3
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 5.4.3.1
Vereinfache .
Schritt 5.4.3.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 5.4.3.1.2
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 5.4.3.1.2.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 5.4.3.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 5.4.3.1.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.4.3.1.2.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.4.3.1.2.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 5.4.3.1.2.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.4.3.1.2.3.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 5.4.3.1.3
Vereinfache.
Schritt 5.4.3.1.4
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 5.4.4
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 5.4.4.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.4.4.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 5.4.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.4.4.2.2
Dividiere durch .
Schritt 6
Schritt 6.1
Wandel Ausdrücke mit gebrochenen Exponenten in Wurzeln um.
Schritt 6.1.1
Wende die Regel an, um die Potenz als Wurzel umzuschreiben.
Schritt 6.1.2
Alles, was auf angehoben wird, ist die Basis selbst.
Schritt 6.2
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 6.3
Löse nach auf.
Schritt 6.3.1
Um die Wurzel auf der linken Seite der Gleichung zu entfernen, quadriere beide Seiten der Gleichung.
Schritt 6.3.2
Vereinfache jede Seite der Gleichung.
Schritt 6.3.2.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 6.3.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.3.2.2.1
Vereinfache .
Schritt 6.3.2.2.1.1
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 6.3.2.2.1.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 6.3.2.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.3.2.2.1.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.3.2.2.1.1.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.3.2.2.1.2
Vereinfache.
Schritt 6.3.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 6.3.2.3.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 6.4
Setze den Radikanden in kleiner als , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 6.5
Die Gleichung ist nicht definiert, wo der Nenner gleich , das Argument einer Quadratwurzel kleiner als oder das Argument eines Logarithmus kleiner oder gleich ist.
Schritt 7
Kritische Punkte zum auswerten.
Schritt 8
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 9
Schritt 9.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 9.2
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 9.2.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 9.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.2.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.2.2.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.2.2.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.2.3
Kombiniere und .
Schritt 9.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 9.3.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 9.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.3.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.3.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.3.2.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.3.2.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.3.3
Kombiniere und .
Schritt 9.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.4
Kombiniere und .
Schritt 9.5
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 9.6
Vereinfache den Nenner.
Schritt 9.6.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 9.6.2
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 9.6.2.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 9.6.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.6.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.6.2.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.6.2.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.6.2.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.6.2.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.6.2.3.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.6.3
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 9.6.3.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 9.6.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.6.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.6.3.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.6.3.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.6.3.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.6.3.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.6.3.3.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.7
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 9.8
Wende die Quotientenregel an .
Schritt 9.9
Dividiere durch .
Schritt 9.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 10
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 11
Schritt 11.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 11.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 11.2.1.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.2
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 11.2.1.2.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 11.2.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.2.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.3
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 11.2.1.3.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 11.2.1.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.3.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.4
Kombiniere und .
Schritt 11.2.1.5
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 11.2.1.6
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 11.2.1.6.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 11.2.1.6.2
Multipliziere .
Schritt 11.2.1.6.2.1
Kombiniere und .
Schritt 11.2.1.6.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.7
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 11.2.1.7.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 11.2.1.7.2
Multipliziere .
Schritt 11.2.1.7.2.1
Kombiniere und .
Schritt 11.2.1.7.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.9
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 11.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 11.2.3
Schreibe jeden Ausdruck mit einem gemeinsamen Nenner von , indem du jeden mit einem entsprechenden Faktor von multiplizierst.
Schritt 11.2.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.3.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 11.2.3.2.1
Bewege .
Schritt 11.2.3.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 11.2.3.2.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 11.2.3.2.4
Addiere und .
Schritt 11.2.3.3
Stelle die Faktoren von um.
Schritt 11.2.4
Vereinfache den Ausdruck durch Kürzen der gemeinsamen Faktoren.
Schritt 11.2.4.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 11.2.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.4.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 11.2.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.5.2
Berechne den Exponenten.
Schritt 11.2.5.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.6
Vereinfache durch Herausfaktorisieren.
Schritt 11.2.6.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.6.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.6.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 11.2.6.4
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 11.2.6.4.1
Schreibe als um.
Schritt 11.2.6.4.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 11.2.7
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 12
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 13
Schritt 13.1
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 13.1.1
Schreibe als um.
Schritt 13.1.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 13.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 13.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 13.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 13.3
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 13.4
Der Ausdruck enthält eine Division durch . Der Ausdruck ist nicht definiert.
Undefiniert
Undefiniert
Schritt 14
Da der erste Ableitungstest nicht erfolgreich war, gibt es kein lokales Extremum.
Keine lokalen Extrema
Schritt 15