Analysis Beispiele

Finde die lokalen Maxima und Minima y=3arccos(x^6)
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Ermittle die erste Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1
Multipliziere die Exponenten in .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.2
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.2.2
Kombiniere und .
Schritt 2.3.2.3
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.3.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.4
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.3.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.4.2
Kombiniere und .
Schritt 2.3.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.4.4
Kombiniere und .
Schritt 2.3.4.5
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3
Ermittle die zweite Ableitung der Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1
Differenziere unter Anwendung der Faktorregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 3.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.2
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 3.3
Multipliziere die Exponenten in .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 3.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.3.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.4
Vereinfache.
Schritt 3.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.5.1
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.5.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.6
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.6.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 3.6.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.6.3
Ersetze alle durch .
Schritt 3.7
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 3.8
Kombiniere und .
Schritt 3.9
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.10
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.10.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.10.2
Subtrahiere von .
Schritt 3.11
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.11.1
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.11.2
Kombiniere und .
Schritt 3.11.3
Bringe in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 3.11.4
Kombiniere und .
Schritt 3.12
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.13
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 3.14
Addiere und .
Schritt 3.15
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.16
Multipliziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.16.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.16.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.17
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.18
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.18.1
Kombiniere und .
Schritt 3.18.2
Kombiniere und .
Schritt 3.19
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.19.1
Bewege .
Schritt 3.19.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.19.3
Addiere und .
Schritt 3.20
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.21
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.21.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.21.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.21.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.22
Stelle und um.
Schritt 3.23
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 3.24
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.25
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.25.1
Bewege .
Schritt 3.25.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.25.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.25.4
Addiere und .
Schritt 3.25.5
Dividiere durch .
Schritt 3.26
Vereinfache .
Schritt 3.27
Schreibe als ein Produkt um.
Schritt 3.28
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.29
Stelle die Terme um.
Schritt 3.30
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.30.1
Mutltipliziere mit .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.30.1.1
Potenziere mit .
Schritt 3.30.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.30.2
Schreibe als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.30.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.30.4
Addiere und .
Schritt 3.31
Kombiniere und .
Schritt 3.32
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.33
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.33.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.33.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.33.3
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.33.3.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.33.3.1.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.33.3.1.1.1
Bewege .
Schritt 3.33.3.1.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.33.3.1.1.3
Addiere und .
Schritt 3.33.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.33.3.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.33.3.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.33.3.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.33.3.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.33.3.2
Addiere und .
Schritt 3.33.4
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.33.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.33.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.33.4.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 4
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 5
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 6
Löse die Gleichung nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.1.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.1.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.1.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1.3.1
Dividiere durch .
Schritt 6.2
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 6.3
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.3.1
Schreibe als um.
Schritt 6.3.2
Ziehe Terme von unter der Wurzel heraus unter der Annahme reeller Zahlen.
Schritt 7
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 8
Berechne die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 8.1.2
Addiere und .
Schritt 8.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.1.4
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 8.2
Vereinfache den Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.2.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 8.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.2
Addiere und .
Schritt 8.2.3
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 8.3
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.3.2
Dividiere durch .
Schritt 8.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9
Da es mindestens einen Punkt mit oder eine nicht definierte zweite Ableitung gibt, wende den ersten Ableitungstest an.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1
Teile in separate Intervalle um die -Werte herum auf, die die erste Ableitung zu oder nicht definiert machen.
Schritt 9.2
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 9.2.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 9.2.2.2
Vereinfache den Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 9.2.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 9.2.2.3
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.2.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2.3.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 9.2.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2.5
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.2.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2.5.2
Potenziere mit .
Schritt 9.2.2.5.3
Potenziere mit .
Schritt 9.2.2.5.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 9.2.2.5.5
Addiere und .
Schritt 9.2.2.5.6
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.2.5.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 9.2.2.5.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 9.2.2.5.6.3
Kombiniere und .
Schritt 9.2.2.5.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.2.5.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.2.2.5.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.2.2.5.6.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 9.2.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2.7
Dividiere durch .
Schritt 9.2.2.8
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.2.8.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2.9
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 9.3
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 9.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.1
Potenziere mit .
Schritt 9.3.2.2
Vereinfache den Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 9.3.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3.2.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 9.3.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3.2.5
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3.2.5.2
Potenziere mit .
Schritt 9.3.2.5.3
Potenziere mit .
Schritt 9.3.2.5.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 9.3.2.5.5
Addiere und .
Schritt 9.3.2.5.6
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.5.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 9.3.2.5.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 9.3.2.5.6.3
Kombiniere und .
Schritt 9.3.2.5.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.5.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.3.2.5.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.3.2.5.6.5
Berechne den Exponenten.
Schritt 9.3.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3.2.7
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.3.2.7.1
Dividiere durch .
Schritt 9.3.2.7.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3.2.8
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 9.4
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von positiv zu negativ gewechselt hat, ist ein lokales Maximum.
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Maximum
Schritt 10