Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 1.3
Differenziere.
Schritt 1.3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.3.3
Addiere und .
Schritt 1.3.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.3.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.6
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 1.3.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.6.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.3.6.3
Schreibe als um.
Schritt 1.4
Vereinfache.
Schritt 1.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.4.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4.3.1
Potenziere mit .
Schritt 1.4.3.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.4.4
Stelle die Terme um.
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
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.2.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.2.3
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.2.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.6
Addiere und .
Schritt 2.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.8
Potenziere mit .
Schritt 2.2.9
Potenziere mit .
Schritt 2.2.10
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.2.11
Addiere und .
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 Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.3.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.4
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.3.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Berechne .
Schritt 2.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.4.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.5
Vereinfache.
Schritt 2.5.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.5.2
Vereine die Terme
Schritt 2.5.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.5.2.2
Potenziere mit .
Schritt 2.5.2.3
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.5.2.4
Addiere und .
Schritt 2.5.2.5
Subtrahiere von .
Schritt 2.5.2.5.1
Bewege .
Schritt 2.5.2.5.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.5.2.6
Faktorisiere das negative Vorzeichen heraus.
Schritt 2.5.2.7
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.8
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.5.2.9
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.5.3
Stelle die Terme um.
Schritt 2.5.4
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 3
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 4
Schritt 4.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 4.1.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 4.1.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 4.1.3
Differenziere.
Schritt 4.1.3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.3.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.3.3
Addiere und .
Schritt 4.1.3.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 4.1.3.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.6
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 4.1.3.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.6.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 4.1.3.6.3
Schreibe als um.
Schritt 4.1.4
Vereinfache.
Schritt 4.1.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.4.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.4.3.1
Potenziere mit .
Schritt 4.1.4.3.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.4.4
Stelle die Terme um.
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 5.3
Stelle jede Seite der Gleichung graphisch dar. Die Lösung ist der x-Wert des Schnittpunktes.
Schritt 6
Schritt 6.1
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 7
Kritische Punkte zum auswerten.
Schritt 8
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 9
Schritt 9.1
Entferne die Klammern.
Schritt 9.2
Vereinfache jeden Term.
Schritt 9.2.1
Addiere und .
Schritt 9.2.2
Potenziere mit .
Schritt 9.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.5
Addiere und .
Schritt 9.2.6
Potenziere mit .
Schritt 9.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.9
Potenziere mit .
Schritt 9.2.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.3
Vereinfache durch Substrahieren von Zahlen.
Schritt 9.3.1
Subtrahiere von .
Schritt 9.3.2
Subtrahiere von .
Schritt 10
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 11
Schritt 11.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 11.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 11.2.3
Potenziere mit .
Schritt 11.2.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.5
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 12
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
Schritt 13