Analysis Beispiele

Finde die lokalen Maxima und Minima f(x)=0.25(x+4)(x+1)(x-2)
Schritt 1
Ermittle die erste Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.3
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.3.4
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.3.4.1
Addiere und .
Schritt 1.3.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.5
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.5.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.5.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.5.4
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.5.4.1
Addiere und .
Schritt 1.5.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.5.5
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.5.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.5.7
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.5.8
Vereinfache durch Addieren von Termen.
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Schritt 1.5.8.1
Addiere und .
Schritt 1.5.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.5.8.3
Addiere und .
Schritt 1.5.8.4
Addiere und .
Schritt 1.6
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.6.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.6.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.6.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.6.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.6.6
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.6.7
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.6.8
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.6.9
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.6.10
Vereine die Terme
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.6.10.1
Potenziere mit .
Schritt 1.6.10.2
Potenziere mit .
Schritt 1.6.10.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.6.10.4
Addiere und .
Schritt 1.6.10.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.10
Addiere und .
Schritt 1.6.10.11
Potenziere mit .
Schritt 1.6.10.12
Potenziere mit .
Schritt 1.6.10.13
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.6.10.14
Addiere und .
Schritt 1.6.10.15
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.16
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.17
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.18
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.6.10.19
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.20
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.21
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.6.10.22
Addiere und .
Schritt 1.6.10.23
Addiere und .
Schritt 1.6.10.24
Addiere und .
Schritt 1.6.10.25
Subtrahiere von .
Schritt 2
Ermittle die zweite Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
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
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.4.2
Addiere und .
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 4.1.3
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.3.4
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.3.4.1
Addiere und .
Schritt 4.1.3.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.4
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 4.1.5
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.5.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.5.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.5.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.5.4
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.5.4.1
Addiere und .
Schritt 4.1.5.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.5.5
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.5.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.5.7
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.5.8
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.5.8.1
Addiere und .
Schritt 4.1.5.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.5.8.3
Addiere und .
Schritt 4.1.5.8.4
Addiere und .
Schritt 4.1.6
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.6.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.6.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.6.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.6.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.6.6
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.6.7
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.6.8
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.6.9
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.6.10
Vereine die Terme
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.6.10.1
Potenziere mit .
Schritt 4.1.6.10.2
Potenziere mit .
Schritt 4.1.6.10.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.6.10.4
Addiere und .
Schritt 4.1.6.10.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.10
Addiere und .
Schritt 4.1.6.10.11
Potenziere mit .
Schritt 4.1.6.10.12
Potenziere mit .
Schritt 4.1.6.10.13
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.6.10.14
Addiere und .
Schritt 4.1.6.10.15
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.16
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.17
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.18
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 4.1.6.10.19
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.20
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.21
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.6.10.22
Addiere und .
Schritt 4.1.6.10.23
Addiere und .
Schritt 4.1.6.10.24
Addiere und .
Schritt 4.1.6.10.25
Subtrahiere von .
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Setze die erste Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.2.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.2.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.3
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.3.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.3.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.3.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.3.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 5.3.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.3.3.1
Dividiere durch .
Schritt 5.4
Verwende die Quadratformel, um die Lösungen zu finden.
Schritt 5.5
Setze die Werte , und in die Quadratformel ein und löse nach auf.
Schritt 5.6
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.1.1
Potenziere mit .
Schritt 5.6.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.6.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.6.1.3
Addiere und .
Schritt 5.6.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.6.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.6.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 5.6.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 5.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.6.3
Vereinfache .
Schritt 5.7
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.1.1
Potenziere mit .
Schritt 5.7.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.7.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.7.1.3
Addiere und .
Schritt 5.7.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.7.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.7.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 5.7.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 5.7.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.7.3
Vereinfache .
Schritt 5.7.4
Ändere das zu .
Schritt 5.8
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.1.1
Potenziere mit .
Schritt 5.8.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.8.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.8.1.3
Addiere und .
Schritt 5.8.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.8.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.8.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 5.8.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 5.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.8.3
Vereinfache .
Schritt 5.8.4
Ändere das zu .
Schritt 5.9
Die endgültige Lösung ist die Kombination beider Lösungen.
Schritt 6
Ermittle die Werte, wo die Ableitung nicht definiert ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1
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 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
Berechne die zweite Ableitung.
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Schritt 9.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2
Addiere und .
Schritt 10
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 11
Ermittele den y-Wert, wenn .
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Schritt 11.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.2.1
Addiere und .
Schritt 11.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.3
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 11.2.3.1
Addiere und .
Schritt 11.2.3.2
Addiere und .
Schritt 11.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.5
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.6
Mutltipliziere mit .
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
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 13.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 13.2
Addiere und .
Schritt 14
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 15
Ermittele den y-Wert, wenn .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.2.1
Addiere und .
Schritt 15.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.3
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.2.3.1
Addiere und .
Schritt 15.2.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 15.2.4
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 15.2.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.5
Subtrahiere von .
Schritt 15.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.7
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 16
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
Schritt 17