Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 1.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 1.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.3
Differenziere.
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
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4
Vereinfache.
Schritt 1.4.1
Stelle die Terme um.
Schritt 1.4.2
Stelle die Faktoren in 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
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.2.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.2.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.2.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3
Berechne .
Schritt 2.3.1
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.3.1.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.3.1.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.3.1.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Vereinfache.
Schritt 2.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.4.2
Vereine die Terme
Schritt 2.4.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.4.2.2
Potenziere mit .
Schritt 2.4.2.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.4.2.4
Addiere und .
Schritt 2.4.2.5
Addiere und .
Schritt 2.4.2.5.1
Stelle und um.
Schritt 2.4.2.5.2
Addiere und .
Schritt 2.4.3
Stelle die Terme um.
Schritt 2.4.4
Stelle die Faktoren in um.
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
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 4.1.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 4.1.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 4.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 4.1.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 4.1.3
Differenziere.
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
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.4
Vereinfache.
Schritt 4.1.4.1
Stelle die Terme um.
Schritt 4.1.4.2
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.2.2
Multipliziere mit .
Schritt 5.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 5.3
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 5.4
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 5.4.1
Setze gleich .
Schritt 5.4.2
Löse nach auf.
Schritt 5.4.2.1
Berechne von beiden Seiten der Gleichung den natürlichen Logarithmus, um die Variable vom Exponenten zu entfernen.
Schritt 5.4.2.2
Multipliziere die linke Seite aus.
Schritt 5.4.2.2.1
Zerlege durch Herausziehen von aus dem Logarithmus.
Schritt 5.4.2.2.2
Der natürliche Logarithmus von ist .
Schritt 5.4.2.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.4.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 5.4.2.3.1
Die Gleichung kann nicht gelöst werden, da sie nicht definiert ist.
Schritt 5.4.2.4
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 5.4.2.4.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.4.2.4.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 5.4.2.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 5.4.2.4.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.4.2.4.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 5.5
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 5.5.1
Setze gleich .
Schritt 5.5.2
Löse nach auf.
Schritt 5.5.2.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 5.5.2.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 5.5.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 5.5.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 5.5.2.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 5.5.2.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 5.5.2.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 5.5.2.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 5.5.2.2.3.1
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 5.6
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 6
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
Schritt 9.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 9.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 9.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.1.3
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 9.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.1.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.1.4.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.1.5
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 9.1.6
Kombiniere und .
Schritt 9.1.7
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 9.1.8
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.1.8.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.1.8.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.1.8.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.1.9
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 9.1.10
Multipliziere .
Schritt 9.1.10.1
Kombiniere und .
Schritt 9.1.10.2
Kombiniere und .
Schritt 9.1.11
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 9.2
Vereinfache Terme.
Schritt 9.2.1
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 9.2.2
Addiere und .
Schritt 10
Schritt 10.1
Teile in separate Intervalle um die -Werte herum auf, die die erste Ableitung zu oder nicht definiert machen.
Schritt 10.2
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 10.2.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 10.2.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 10.2.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 10.2.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.1.3
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.2.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2.1.6
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.2.2.2
Addiere und .
Schritt 10.2.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 10.3
Keine lokalen Maxima oder Minima für gefunden.
Keine lokalen Maxima oder Minima
Keine lokalen Maxima oder Minima
Schritt 11