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
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.3.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.3.2
Addiere und .
Schritt 2.4
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.5
Differenziere.
Schritt 2.5.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.5.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.5.4
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 2.5.4.1
Addiere und .
Schritt 2.5.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.5
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.5.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.7
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.5.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.10
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.5.11
Addiere und .
Schritt 2.6
Vereinfache.
Schritt 2.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.6.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.6.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.6.4
Vereine die Terme
Schritt 2.6.4.1
Potenziere mit .
Schritt 2.6.4.2
Potenziere mit .
Schritt 2.6.4.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.6.4.4
Addiere und .
Schritt 2.6.4.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.6.4.6
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.6.4.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.6.4.8
Addiere und .
Schritt 2.6.4.9
Addiere und .
Schritt 2.6.4.10
Addiere und .
Schritt 2.6.4.11
Subtrahiere von .
Schritt 2.6.4.12
Addiere und .
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 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
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 5.1.3.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.3.2
Addiere und .
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
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.5.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.5.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 5.1.5.4
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 5.1.5.4.1
Addiere und .
Schritt 5.1.5.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.5.5
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.5.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.5.7
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.5.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.5.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.5.10
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 5.1.5.11
Addiere und .
Schritt 5.1.6
Vereinfache.
Schritt 5.1.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.6.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.6.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.6.4
Vereine die Terme
Schritt 5.1.6.4.1
Potenziere mit .
Schritt 5.1.6.4.2
Potenziere mit .
Schritt 5.1.6.4.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 5.1.6.4.4
Addiere und .
Schritt 5.1.6.4.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.6.4.6
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 5.1.6.4.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.6.4.8
Addiere und .
Schritt 5.1.6.4.9
Addiere und .
Schritt 5.1.6.4.10
Addiere und .
Schritt 5.1.6.4.11
Subtrahiere von .
Schritt 5.1.6.4.12
Addiere und .
Schritt 5.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.2.3
Faktorisiere aus heraus.
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 .
Schritt 6.5
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 6.5.1
Setze gleich .
Schritt 6.5.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
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
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2
Addiere und .
Schritt 11
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 12
Schritt 12.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 12.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 12.2.1
Addiere und .
Schritt 12.2.2
Potenziere mit .
Schritt 12.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 12.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.5
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
Mutltipliziere mit .
Schritt 14.2
Addiere und .
Schritt 15
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 16
Schritt 16.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 16.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 16.2.1
Addiere und .
Schritt 16.2.2
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 16.2.3
Subtrahiere von .
Schritt 16.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 16.2.5
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 17
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
ist ein lokales Maximum
Schritt 18