Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.1.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.1.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.1.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.2
Differenziere.
Schritt 2.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.2.4
Kombiniere Brüche.
Schritt 2.2.4.1
Addiere und .
Schritt 2.2.4.2
Kombiniere und .
Schritt 2.2.4.3
Kombiniere und .
Schritt 2.3
Vereinfache.
Schritt 2.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3.3
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.3.3.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.3.3.1.1
Bewege .
Schritt 2.3.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.3.1.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.3.3.1.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.3.3.1.3
Addiere und .
Schritt 2.3.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3
Schritt 3.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 3.2
Differenziere.
Schritt 3.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.2.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.2.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.5
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.2.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 3.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 3.3.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 3.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 3.4
Differenziere.
Schritt 3.4.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.4.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.4.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 3.4.4
Kombiniere Brüche.
Schritt 3.4.4.1
Addiere und .
Schritt 3.4.4.2
Kombiniere und .
Schritt 3.4.4.3
Kombiniere und .
Schritt 3.5
Vereinfache.
Schritt 3.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4
Vereinfache den Zähler.
Schritt 3.5.4.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.1.2
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.5.4.1.3
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.5.4.1.4
Vereinfache den Zähler.
Schritt 3.5.4.1.4.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.5.4.1.4.1.1
Bewege .
Schritt 3.5.4.1.4.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.1.4.1.2.1
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.1.4.1.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.1.4.1.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.1.4.3
Schreibe in eine faktorisierte Form um.
Schritt 3.5.4.1.4.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.4.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.4.3.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.4.3.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.4.3.2
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.1.4.3.3
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 3.5.4.1.5
Vereinfache den Nenner.
Schritt 3.5.4.1.5.1
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.1.5.2
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 3.5.4.1.5.3
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 3.5.4.1.5.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.1.5.3.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.1.5.3.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.1.5.4
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Schritt 3.5.4.1.5.4.1
Ordne die Faktoren in den Termen und neu an.
Schritt 3.5.4.1.5.4.2
Addiere und .
Schritt 3.5.4.1.5.4.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.1.5.5
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.1.5.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.1.5.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.1.5.6
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.1.5.7
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 3.5.4.1.6
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.1.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.1.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.1.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.1.8
Vereinfache den Zähler.
Schritt 3.5.4.1.8.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.8.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.8.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.8.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.8.2
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.1.8.3
Stelle und um.
Schritt 3.5.4.1.8.4
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 3.5.4.1.8.5
Kombiniere Exponenten.
Schritt 3.5.4.1.8.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.1.8.5.2
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.1.8.5.3
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.1.8.5.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.1.8.5.5
Addiere und .
Schritt 3.5.4.1.8.5.6
Stelle die Terme um.
Schritt 3.5.4.1.8.5.7
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.1.8.5.8
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.1.8.5.9
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.1.8.5.10
Addiere und .
Schritt 3.5.4.1.8.5.11
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.1.8.5.12
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.8.5.13
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.1.8.5.14
Stelle die Terme um.
Schritt 3.5.4.1.8.5.15
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.1.8.5.16
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.1.8.5.17
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.1.8.5.18
Addiere und .
Schritt 3.5.4.1.8.5.19
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.1.9
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.5.4.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 3.5.4.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.5.4.4
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.4.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 3.5.4.4.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.2
Um Absolutwerte zu multiplizieren, multipliziere die Terme innerhalb jedes Absolutwerts.
Schritt 3.5.4.4.1.3
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.4.1.3.1
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 3.5.4.4.1.3.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.1.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.1.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.2
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Schritt 3.5.4.4.1.3.2.1
Ordne die Faktoren in den Termen und neu an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.2.2
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.2.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.3
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.4.1.3.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.4
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 3.5.4.4.1.3.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.4.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.4.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.5
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 3.5.4.4.1.3.5.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.4.1.3.5.1.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.5.4.4.1.3.5.1.1.1
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.4.1.3.5.1.1.2
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.5.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.5.4.4.1.3.5.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.5.2
Subtrahiere von .
Schritt 3.5.4.4.1.3.6
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.4.1.3.7
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 3.5.4.4.1.3.7.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.7.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.7.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.8
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 3.5.4.4.1.3.8.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.4.1.3.8.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.8.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.5.4.4.1.3.8.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.8.2
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.9
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.10
Vereinfache.
Schritt 3.5.4.4.1.3.10.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.10.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.11
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.4.1.3.12
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 3.5.4.4.1.3.12.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.12.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.12.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.4.1.3.13
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 3.5.4.4.1.3.13.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.4.1.3.13.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.13.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.5.4.4.1.3.13.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.13.2
Subtrahiere von .
Schritt 3.5.4.4.1.3.14
Multipliziere aus durch Multiplizieren jedes Terms des ersten Ausdrucks mit jedem Term des zweiten Ausdrucks.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.1.1
Bewege .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.1.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.2
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.3
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.3.1
Bewege .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.3.2.1
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.3.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.3.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.6
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.6.1
Bewege .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.6.2.1
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.6.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.6.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.7
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.8
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.8.1
Bewege .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.8.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.15.12
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.1.3.16
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Schritt 3.5.4.4.1.3.16.1
Subtrahiere von .
Schritt 3.5.4.4.1.3.16.2
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.16.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.16.4
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.17
Addiere und .
Schritt 3.5.4.4.1.3.18
Subtrahiere von .
Schritt 3.5.4.4.1.4
Stelle die Terme um.
Schritt 3.5.4.4.1.5
Schreibe in eine faktorisierte Form um.
Schritt 3.5.4.4.1.5.1
Gruppiere die Terme um.
Schritt 3.5.4.4.1.5.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.5.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.5.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.5.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.5.2.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.5.2.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.5.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.5.3.1
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.4.1.5.3.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.5.3.3
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.4.1.5.4
Stelle die Terme um.
Schritt 3.5.4.4.1.6
Kombiniere Exponenten.
Schritt 3.5.4.4.1.6.1
Faktorisiere das negative Vorzeichen heraus.
Schritt 3.5.4.4.1.6.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.4.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.5.4.5
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 3.5.4.6
Kombiniere und .
Schritt 3.5.4.7
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.5.4.8
Vereinfache den Zähler.
Schritt 3.5.4.8.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.8.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.8.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.8.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.8.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.8.3
Vereinfache.
Schritt 3.5.4.8.3.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.5.4.8.3.2
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.5.4.8.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.8.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.8.4
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.8.4.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.5.4.8.4.1.1
Bewege .
Schritt 3.5.4.8.4.1.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.8.4.1.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.8.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.8.4.3
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.5.4.8.4.3.1
Bewege .
Schritt 3.5.4.8.4.3.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.8.4.3.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.8.4.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.8.5
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 3.5.4.8.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.8.5.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.8.5.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.8.6
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Schritt 3.5.4.8.6.1
Ordne die Faktoren in den Termen und neu an.
Schritt 3.5.4.8.6.2
Addiere und .
Schritt 3.5.4.8.6.3
Addiere und .
Schritt 3.5.4.8.7
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.8.7.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.8.7.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.8.8
Multipliziere .
Schritt 3.5.4.8.8.1
Um Absolutwerte zu multiplizieren, multipliziere die Terme innerhalb jedes Absolutwerts.
Schritt 3.5.4.8.8.2
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.8.8.3
Potenziere mit .
Schritt 3.5.4.8.8.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.8.8.5
Addiere und .
Schritt 3.5.4.8.9
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.8.10
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 3.5.4.8.10.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.8.10.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.8.10.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.5.4.8.11
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 3.5.4.8.11.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.5.4.8.11.1.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 3.5.4.8.11.1.1.1
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.5.4.8.11.1.1.2
Addiere und .
Schritt 3.5.4.8.11.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.5.4.8.11.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.5.4.8.11.2
Subtrahiere von .
Schritt 3.5.4.9
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.10
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.11
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.12
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.13
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.14
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.15
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.16
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.17
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.5.4.18
Schreibe als um.
Schritt 3.5.4.19
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.5.5
Vereine die Terme
Schritt 3.5.5.1
Schreibe als ein Produkt um.
Schritt 3.5.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 4
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 5
Schritt 5.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 5.1.1
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 5.1.1.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 5.1.1.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 5.1.1.3
Ersetze alle durch .
Schritt 5.1.2
Differenziere.
Schritt 5.1.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 5.1.2.4
Kombiniere Brüche.
Schritt 5.1.2.4.1
Addiere und .
Schritt 5.1.2.4.2
Kombiniere und .
Schritt 5.1.2.4.3
Kombiniere und .
Schritt 5.1.3
Vereinfache.
Schritt 5.1.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.3.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.3.3
Vereinfache jeden Term.
Schritt 5.1.3.3.1
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 5.1.3.3.1.1
Bewege .
Schritt 5.1.3.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3.3.1.2.1
Potenziere mit .
Schritt 5.1.3.3.1.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 5.1.3.3.1.3
Addiere und .
Schritt 5.1.3.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 6.3
Löse die Gleichung nach auf.
Schritt 6.3.1
Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.
Schritt 6.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.1.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.1.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.3.1.2
Schreibe als um.
Schritt 6.3.1.3
Faktorisiere.
Schritt 6.3.1.3.1
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 6.3.1.3.2
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 6.3.2
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 6.3.3
Setze gleich .
Schritt 6.3.4
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.3.4.1
Setze gleich .
Schritt 6.3.4.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.3.5
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.3.5.1
Setze gleich .
Schritt 6.3.5.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.3.6
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 6.4
Schließe die Lösungen aus, die nicht erfüllen.
Schritt 7
Schritt 7.1
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 7.2
Löse nach auf.
Schritt 7.2.1
Entferne den Term mit dem absoluten Wert. Dies erzeugt ein auf der rechten Seite der Gleichung, da .
Schritt 7.2.2
Plus oder Minus ist .
Schritt 7.2.3
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 7.2.4
Take the specified root of both sides of the equation to eliminate the exponent on the left side.
Schritt 7.2.5
Vereinfache .
Schritt 7.2.5.1
Schreibe als um.
Schritt 7.2.5.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 7.2.6
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 7.2.6.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 7.2.6.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 7.2.6.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 7.3
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 8
Kritische Punkte zum auswerten.
Schritt 9
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 10
Schritt 10.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 10.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.3
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.5
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.7
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.9
Vereinfache jeden Term.
Schritt 10.1.9.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.9.2
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.9.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.10
Addiere und .
Schritt 10.1.11
Addiere und .
Schritt 10.1.12
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 10.1.13
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.14
Vereinfache jeden Term.
Schritt 10.1.14.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.14.2
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.1.14.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.15
Addiere und .
Schritt 10.1.16
Addiere und .
Schritt 10.1.17
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 10.1.18
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.1.19
Addiere und .
Schritt 10.1.20
Addiere und .
Schritt 10.1.21
Addiere und .
Schritt 10.1.22
Addiere und .
Schritt 10.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 10.2.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 10.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 10.2.3
Addiere und .
Schritt 10.2.4
Subtrahiere von .
Schritt 10.2.5
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 10.2.6
Potenziere mit .
Schritt 10.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.8
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 10.3
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 10.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3.3
Dividiere durch .
Schritt 10.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 11
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 12
Schritt 12.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 12.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 12.2.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 12.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 12.2.3
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 12.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 13
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 14
Schritt 14.1
Potenziere mit .
Schritt 14.2
Subtrahiere von .
Schritt 14.3
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 14.4
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 14.5
Addiere und .
Schritt 14.6
Subtrahiere von .
Schritt 14.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.8
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 14.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.10
Der Ausdruck enthält eine Division durch . Der Ausdruck ist nicht definiert.
Undefiniert
Undefiniert
Schritt 15
Schritt 15.1
Teile in separate Intervalle um die -Werte herum auf, die die erste Ableitung zu oder nicht definiert machen.
Schritt 15.2
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.2.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.2.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.2.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 15.2.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 15.2.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.2.2.1.4
Addiere und .
Schritt 15.2.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 15.2.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 15.2.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 15.2.2.2.3
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 15.2.2.3
Dividiere durch .
Schritt 15.2.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.3
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.3.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 15.3.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 15.3.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.3.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.3.2.1.4
Addiere und .
Schritt 15.3.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 15.3.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 15.3.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 15.3.2.2.3
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 15.3.2.3
Dividiere durch .
Schritt 15.3.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.4
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.4.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.4.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.4.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 15.4.2.1.1
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 15.4.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.4.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.4.2.1.4
Subtrahiere von .
Schritt 15.4.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 15.4.2.2.1
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 15.4.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 15.4.2.2.3
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 15.4.2.3
Dividiere durch .
Schritt 15.4.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.5
Setze eine beliebige Zahl, wie , aus dem Intervall in die erste Ableitung ein, um zu überprüfen, ob das Ergebnis negativ oder positiv ist.
Schritt 15.5.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 15.5.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 15.5.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 15.5.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 15.5.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.5.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 15.5.2.1.4
Subtrahiere von .
Schritt 15.5.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 15.5.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 15.5.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 15.5.2.2.3
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 15.5.2.3
Dividiere durch .
Schritt 15.5.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 15.6
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von negativ zu positiv gewechselt hat, ist ein lokales Minimum.
ist ein lokales Minimum
Schritt 15.7
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von positiv zu negativ gewechselt hat, ist ein lokales Maximum.
ist ein lokales Maximum
Schritt 15.8
Da die erste Ableitung um herum das Vorzeichen von negativ zu positiv gewechselt hat, ist ein lokales Minimum.
ist ein lokales Minimum
Schritt 15.9
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
Schritt 16