Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
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 Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.2.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.2.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.8
Kombiniere und .
Schritt 2.2.9
Kombiniere und .
Schritt 2.2.10
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.3
Berechne .
Schritt 2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.3.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.3.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.3.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.6
Kombiniere und .
Schritt 2.3.7
Kombiniere und .
Schritt 2.3.8
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.4
Stelle die Faktoren in 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 Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 3.2.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 3.2.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 3.2.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 3.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.2.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.6
Kombiniere und .
Schritt 3.2.7
Kombiniere und .
Schritt 3.2.8
Potenziere mit .
Schritt 3.2.9
Potenziere mit .
Schritt 3.2.10
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.2.11
Addiere und .
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 Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 3.3.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 3.3.2.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 3.3.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 3.3.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.3.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3.6
Kombiniere und .
Schritt 3.3.7
Kombiniere und .
Schritt 3.3.8
Potenziere mit .
Schritt 3.3.9
Potenziere mit .
Schritt 3.3.10
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.3.11
Addiere und .
Schritt 3.4
Vereinfache.
Schritt 3.4.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 3.4.1.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 3.4.1.1.1
Forme um.
Schritt 3.4.1.1.2
Addiere und .
Schritt 3.4.1.1.3
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 3.4.1.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.4.2
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 4
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 5
Teile jeden Term in der Gleichung durch .
Schritt 6
Separiere Brüche.
Schritt 7
Wandle von nach um.
Schritt 8
Dividiere durch .
Schritt 9
Kombiniere und .
Schritt 10
Separiere Brüche.
Schritt 11
Wandle von nach um.
Schritt 12
Dividiere durch .
Schritt 13
Kombiniere und .
Schritt 14
Separiere Brüche.
Schritt 15
Wandle von nach um.
Schritt 16
Dividiere durch .
Schritt 17
Mutltipliziere mit .
Schritt 18
Teile jeden Term in der Gleichung durch .
Schritt 19
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 20
Schritt 20.1
Schreibe mithilfe von Sinus und Kosinus um.
Schritt 20.2
Kombiniere Exponenten.
Schritt 20.2.1
Kombiniere und .
Schritt 20.2.2
Kombiniere und .
Schritt 20.2.3
Kombiniere und .
Schritt 21
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 22
Mutltipliziere mit .
Schritt 23
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 24
Schritt 24.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 24.2
Potenziere mit .
Schritt 24.3
Potenziere mit .
Schritt 24.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 24.5
Addiere und .
Schritt 25
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 26
Separiere Brüche.
Schritt 27
Wandle von nach um.
Schritt 28
Kombiniere und .
Schritt 29
Separiere Brüche.
Schritt 30
Schreibe mithilfe von Sinus und Kosinus um.
Schritt 31
Schreibe als ein Produkt um.
Schritt 32
Schritt 32.1
Wandle von nach um.
Schritt 32.2
Wandle von nach um.
Schritt 33
Schritt 33.1
Kombiniere und .
Schritt 33.2
Kombiniere und .
Schritt 34
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 35
Schritt 35.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 35.2
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 36
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 37
Schritt 37.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 37.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 37.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 38
Schritt 38.1
Schreibe mithilfe von Sinus und Kosinus um.
Schritt 38.2
Kombiniere Exponenten.
Schritt 38.2.1
Kombiniere und .
Schritt 38.2.2
Kombiniere und .
Schritt 38.3
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 39
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 40
Mutltipliziere mit .
Schritt 41
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 42
Ersetze durch einen äquivalenten Ausdruck im Zähler.
Schritt 43
Mutltipliziere mit .
Schritt 44
Separiere Brüche.
Schritt 45
Wandle von nach um.
Schritt 46
Dividiere durch .
Schritt 47
Mutltipliziere mit .
Schritt 48
Multipliziere beide Seiten mit .
Schritt 49
Schritt 49.1
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 49.1.1
Vereinfache .
Schritt 49.1.1.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 49.1.1.1.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 49.1.1.1.1.1
Schreibe mithilfe von Sinus und Kosinus um.
Schritt 49.1.1.1.1.2
Schreibe mithilfe von Sinus und Kosinus um.
Schritt 49.1.1.1.1.3
Kombiniere Exponenten.
Schritt 49.1.1.1.1.3.1
Kombiniere und .
Schritt 49.1.1.1.1.3.2
Kombiniere und .
Schritt 49.1.1.1.1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 49.1.1.1.1.3.4
Potenziere mit .
Schritt 49.1.1.1.1.3.5
Potenziere mit .
Schritt 49.1.1.1.1.3.6
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 49.1.1.1.1.3.7
Addiere und .
Schritt 49.1.1.1.1.4
Forme um.
Schritt 49.1.1.1.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 49.1.1.1.1.6
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 49.1.1.1.1.7
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 49.1.1.1.2
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 49.1.1.1.3
Kombinieren.
Schritt 49.1.1.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 49.1.1.1.5
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 49.1.1.1.6
Vereinfache den Zähler.
Schritt 49.1.1.1.6.1
Schreibe mithilfe von Sinus und Kosinus um.
Schritt 49.1.1.1.6.2
Kombiniere Exponenten.
Schritt 49.1.1.1.6.2.1
Kombiniere und .
Schritt 49.1.1.1.6.2.2
Kombiniere und .
Schritt 49.1.1.1.6.3
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 49.1.1.1.7
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 49.1.1.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 49.1.1.1.9
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 49.1.1.2
Vereinfache Terme.
Schritt 49.1.1.2.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 49.1.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 49.1.1.2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 49.1.1.2.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 49.1.1.2.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 49.1.1.2.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 49.1.1.2.3.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 49.1.1.2.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 49.1.1.2.3.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 49.1.1.3
Vereinfache jeden Term.
Schritt 49.1.1.3.1
Separiere Brüche.
Schritt 49.1.1.3.2
Wandle von nach um.
Schritt 49.1.1.3.3
Kombiniere und .
Schritt 49.1.1.4
Stelle und um.
Schritt 49.2
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 49.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 49.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 49.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 50
Schritt 50.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 50.2
Da der Ausdruck auf jeder Seite der Gleichung den gleichen Nenner hat, müssen die Zähler gleich sein.
Schritt 50.3
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 50.3.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 50.3.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 50.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 50.3.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 50.3.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 50.3.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 50.3.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 50.3.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 50.3.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 50.3.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 50.3.3.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 50.3.3.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 50.3.3.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 50.4
Wende den inversen Tangens auf beide Seiten der Gleichung an, um aus dem Tangens herauszuziehen.
Schritt 50.5
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 50.5.1
Berechne .
Schritt 50.6
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 50.6.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 50.6.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 50.6.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 50.6.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 50.6.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 50.6.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 50.6.3.1
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 50.7
Die Tangensfunktion ist negativ im zweiten und vierten Quadranten. Um die zweite Lösung zu finden, subtrahiere den Referenzwinkel von , um die Lösung im dritten Quadranten zu finden.
Schritt 50.8
Addiere zu .
Schritt 50.9
Der resultierende Winkel von ist positiv und gleich .
Schritt 50.10
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 50.10.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 50.10.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 50.10.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 50.10.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 50.10.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 51
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 52
Schritt 52.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 52.1.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 52.1.1.1
Kombiniere und .
Schritt 52.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 52.1.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 52.1.1.2.2
Dividiere durch .
Schritt 52.1.1.3
Berechne .
Schritt 52.1.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 52.1.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 52.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 52.1.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 52.1.5
Separiere Brüche.
Schritt 52.1.6
Dividiere durch .
Schritt 52.1.7
Dividiere durch .
Schritt 52.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 52.1.9
Vereinfache den Zähler.
Schritt 52.1.9.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 52.1.9.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 52.1.9.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 52.1.9.2
Berechne .
Schritt 52.1.9.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 52.1.10
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 52.1.11
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 52.1.12
Separiere Brüche.
Schritt 52.1.13
Dividiere durch .
Schritt 52.1.14
Dividiere durch .
Schritt 52.1.15
Mutltipliziere mit .
Schritt 52.2
Subtrahiere von .
Schritt 53
Da der erste Ableitungstest nicht erfolgreich war, gibt es kein lokales Extremum.
Keine lokalen Extrema
Schritt 54