Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
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 .
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.
Schritt 2.3.1
Multipliziere die Exponenten in .
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.
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.
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
Schritt 3.1
Differenziere unter Anwendung der Faktorregel.
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 .
Schritt 3.3.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 3.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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.
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 .
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.
Schritt 3.10.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.10.2
Subtrahiere von .
Schritt 3.11
Kombiniere Brüche.
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.
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.
Schritt 3.18.1
Kombiniere und .
Schritt 3.18.2
Kombiniere und .
Schritt 3.19
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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.
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.
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.
Schritt 3.30.1
Mutltipliziere mit .
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.
Schritt 3.33.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.33.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.33.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 3.33.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.33.3.1.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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.
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
Schritt 6.1
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 6.1.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.1.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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.
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 .
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
Schritt 8.1
Vereinfache den Zähler.
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.
Schritt 8.2.1
Vereinfache jeden Term.
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.
Schritt 8.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.3.2
Dividiere durch .
Schritt 8.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9
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.
Schritt 9.2.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 9.2.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 9.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 9.2.2.2
Vereinfache den Nenner.
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.
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.
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.
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 .
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 .
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.
Schritt 9.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 9.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 9.3.2.1
Potenziere mit .
Schritt 9.3.2.2
Vereinfache den Nenner.
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.
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.
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 .
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.
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