Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Schreibe als um.
Schritt 2.2
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 2.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.3
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 2.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.1.4
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.3.1.5
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.3.1.5.1
Bewege .
Schritt 2.3.1.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.4
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.5
Differenziere.
Schritt 2.5.1
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.3
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.5.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.5.5
Addiere und .
Schritt 2.5.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.5.7
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.9
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.5.10
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.6
Vereinfache.
Schritt 2.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.6.2
Vereine die Terme
Schritt 2.6.2.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.6.2.2
Potenziere mit .
Schritt 2.6.2.3
Potenziere mit .
Schritt 2.6.2.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.6.2.5
Addiere und .
Schritt 2.6.2.6
Subtrahiere von .
Schritt 2.6.2.7
Addiere und .
Schritt 2.6.3
Stelle die Terme um.
Schritt 3
Schritt 3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.2
Berechne .
Schritt 3.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3
Berechne .
Schritt 3.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.4
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Schritt 3.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 3.4.2
Addiere und .
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
Schreibe als um.
Schritt 5.1.2
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
Schritt 5.1.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.2.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.2.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.3
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
Schritt 5.1.3.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 5.1.3.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3.1.4
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 5.1.3.1.5
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 5.1.3.1.5.1
Bewege .
Schritt 5.1.3.1.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 5.1.4
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 5.1.5
Differenziere.
Schritt 5.1.5.1
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.5.3
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.5.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 5.1.5.5
Addiere und .
Schritt 5.1.5.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.5.7
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.5.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.5.9
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.5.10
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.5.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.6
Vereinfache.
Schritt 5.1.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.6.2
Vereine die Terme
Schritt 5.1.6.2.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 5.1.6.2.2
Potenziere mit .
Schritt 5.1.6.2.3
Potenziere mit .
Schritt 5.1.6.2.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 5.1.6.2.5
Addiere und .
Schritt 5.1.6.2.6
Subtrahiere von .
Schritt 5.1.6.2.7
Addiere und .
Schritt 5.1.6.3
Stelle die Terme um.
Schritt 5.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Faktorisiere durch Gruppieren.
Schritt 6.2.1
Für ein Polynom der Form schreibe den mittleren Term als eine Summe zweier Terme um, deren Produkt gleich und deren Summe gleich ist.
Schritt 6.2.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1.2
Schreibe um als plus
Schritt 6.2.1.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 6.2.2
Klammere den größten gemeinsamen Teiler aus jeder Gruppe aus.
Schritt 6.2.2.1
Gruppiere die ersten beiden Terme und die letzten beiden Terme.
Schritt 6.2.2.2
Klammere den größten gemeinsamen Teiler (ggT) aus jeder Gruppe aus.
Schritt 6.2.3
Faktorisiere das Polynom durch Ausklammern des größten gemeinsamen Teilers, .
Schritt 6.3
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 6.4
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.4.1
Setze gleich .
Schritt 6.4.2
Löse nach auf.
Schritt 6.4.2.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.4.2.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 6.4.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.4.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.4.2.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.4.2.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.4.2.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.5
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.5.1
Setze gleich .
Schritt 6.5.2
Löse nach auf.
Schritt 6.5.2.1
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.5.2.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 6.5.2.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.5.2.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.5.2.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.5.2.2.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.5.2.2.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.6
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 7
Schritt 7.1
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 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 jeden Term.
Schritt 10.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 10.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 10.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 10.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 10.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2
Subtrahiere von .
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
Vereinfache jeden Term.
Schritt 12.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 12.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 12.2.1.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 12.2.1.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 12.2.1.1.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 12.2.1.2
Schreibe als um.
Schritt 12.2.2
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 12.2.3
Kombiniere und .
Schritt 12.2.4
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 12.2.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 12.2.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.5.2
Subtrahiere von .
Schritt 12.2.6
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 12.2.7
Kombinieren.
Schritt 12.2.8
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 12.2.8.1
Potenziere mit .
Schritt 12.2.8.2
Potenziere mit .
Schritt 12.2.8.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.8.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.9
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Schritt 12.2.9.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 12.2.9.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 12.2.9.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 12.2.9.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 12.2.9.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 12.2.10
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
Vereinfache jeden Term.
Schritt 14.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 14.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 14.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 14.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 14.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.2
Subtrahiere von .
Schritt 15
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 16
Schritt 16.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 16.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 16.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 16.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 16.2.1.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 16.2.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 16.2.1.1.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 16.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 16.2.2
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 16.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 16.2.2.2
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 16.2.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 16.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 17
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
ist ein lokales Minimum
Schritt 18