Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.2
Berechne .
Schritt 1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 1.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 1.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.2.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.4
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.2.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.2.7
Addiere und .
Schritt 1.3
Berechne .
Schritt 1.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 1.3.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.3.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.3.2
Kombiniere und .
Schritt 1.3.3
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.3.4
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.3.5
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 1.3.5.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.3.5.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 1.3.5.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.3.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.7
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.3.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.9
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.3.10
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.3.11
Addiere und .
Schritt 1.3.12
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.3.13
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4
Vereinfache.
Schritt 1.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.4.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.4.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.4.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.4.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.4.6
Vereine die Terme
Schritt 1.4.6.1
Potenziere mit .
Schritt 1.4.6.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.4.6.3
Addiere und .
Schritt 1.4.6.4
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.4.6.5
Potenziere mit .
Schritt 1.4.6.6
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.4.6.7
Addiere und .
Schritt 1.4.6.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4.6.9
Potenziere mit .
Schritt 1.4.6.10
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 1.4.6.11
Addiere und .
Schritt 1.4.6.12
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.4.6.13
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.4.6.14
Schreibe als um.
Schritt 1.4.6.15
Subtrahiere von .
Schritt 1.4.6.16
Addiere und .
Schritt 1.4.6.17
Schreibe als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.
Schritt 1.4.6.18
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 1.4.7
Stelle die Terme um.
Schritt 1.4.8
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 2
Schritt 2.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2
Differenziere.
Schritt 2.2.1
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 2.2.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.4
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.4.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.4.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.4.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.6
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.6.1
Bewege .
Schritt 2.6.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.6.3
Addiere und .
Schritt 2.7
Differenziere.
Schritt 2.7.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.7.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.7.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.8
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.9
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.9.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.9.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.9.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.10
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.11
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.11.1
Bewege .
Schritt 2.11.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.11.3
Addiere und .
Schritt 2.12
Differenziere.
Schritt 2.12.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.12.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.12.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.13
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.13.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.13.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.13.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.14
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel.
Schritt 2.14.1
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.14.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.14.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.14.4
Vereinfache durch Herausfaktorisieren.
Schritt 2.14.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.14.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.14.4.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.14.4.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.14.4.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.15
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Schritt 2.15.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.15.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.15.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.16
Vereinfache.
Schritt 2.16.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.16.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.16.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.16.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.16.5
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.16.5.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 2.16.5.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.16.5.1.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.16.5.1.2.1
Bewege .
Schritt 2.16.5.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.3
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.16.5.1.4
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.16.5.1.4.1
Bewege .
Schritt 2.16.5.1.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.4.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.16.5.1.4.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.16.5.1.4.3
Addiere und .
Schritt 2.16.5.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.6
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.16.5.1.7
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.16.5.1.7.1
Bewege .
Schritt 2.16.5.1.7.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.7.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.16.5.1.7.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.16.5.1.7.3
Addiere und .
Schritt 2.16.5.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.9
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.16.5.1.10
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.16.5.1.10.1
Bewege .
Schritt 2.16.5.1.10.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.10.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.16.5.1.10.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.16.5.1.10.3
Addiere und .
Schritt 2.16.5.1.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.12
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.16.5.1.13
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.16.5.1.13.1
Bewege .
Schritt 2.16.5.1.13.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.13.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.16.5.1.13.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.16.5.1.13.3
Addiere und .
Schritt 2.16.5.1.14
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.15
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 2.16.5.1.16
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
Schritt 2.16.5.1.16.1
Bewege .
Schritt 2.16.5.1.16.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.16.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.16.5.1.16.2.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.16.5.1.16.3
Addiere und .
Schritt 2.16.5.1.17
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.18
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.1.19
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.16.5.2
Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in .
Schritt 2.16.5.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 2.16.5.2.2
Addiere und .
Schritt 2.16.5.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.16.5.4
Subtrahiere von .
Schritt 2.16.5.5
Subtrahiere von .
Schritt 2.16.6
Stelle die Terme um.
Schritt 2.16.7
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.16.7.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.1.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.1.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.1.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.1.7
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.1.8
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.1.9
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.16.7.2
Stelle die Terme 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
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.2
Berechne .
Schritt 4.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 4.1.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.1.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 4.1.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.1.2.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.4
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.2.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.2.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.2.7
Addiere und .
Schritt 4.1.3
Berechne .
Schritt 4.1.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 4.1.3.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.1.3.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.1.3.2
Kombiniere und .
Schritt 4.1.3.3
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 4.1.3.4
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 4.1.3.5
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 4.1.3.5.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 4.1.3.5.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 4.1.3.5.3
Ersetze alle durch .
Schritt 4.1.3.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.7
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 4.1.3.8
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.9
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 4.1.3.10
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 4.1.3.11
Addiere und .
Schritt 4.1.3.12
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.3.13
Mutltipliziere mit .
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
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.4.4
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.4.5
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 4.1.4.6
Vereine die Terme
Schritt 4.1.4.6.1
Potenziere mit .
Schritt 4.1.4.6.2
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.4.6.3
Addiere und .
Schritt 4.1.4.6.4
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 4.1.4.6.5
Potenziere mit .
Schritt 4.1.4.6.6
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.4.6.7
Addiere und .
Schritt 4.1.4.6.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.4.6.9
Potenziere mit .
Schritt 4.1.4.6.10
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.4.6.11
Addiere und .
Schritt 4.1.4.6.12
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 4.1.4.6.13
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.4.6.14
Schreibe als um.
Schritt 4.1.4.6.15
Subtrahiere von .
Schritt 4.1.4.6.16
Addiere und .
Schritt 4.1.4.6.17
Schreibe als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.
Schritt 4.1.4.6.18
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 4.1.4.7
Stelle die Terme um.
Schritt 4.1.4.8
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 4.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 5
Schritt 5.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 5.2
Stelle jede Seite der Gleichung graphisch dar. Die Lösung ist der x-Wert des Schnittpunktes.
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 6.2
Löse nach auf.
Schritt 6.2.1
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 6.2.2
Vereinfache .
Schritt 6.2.2.1
Schreibe als um.
Schritt 6.2.2.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 6.2.2.3
Plus oder Minus 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
Vereinfache den Zähler.
Schritt 9.1.1
Potenziere mit .
Schritt 9.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.3
Potenziere mit .
Schritt 9.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.5
Potenziere mit .
Schritt 9.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.7
Potenziere mit .
Schritt 9.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.9
Addiere und .
Schritt 9.1.10
Addiere und .
Schritt 9.1.11
Addiere und .
Schritt 9.1.12
Addiere und .
Schritt 9.1.13
Kombiniere Exponenten.
Schritt 9.1.13.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.1.13.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 9.2.1
Potenziere mit .
Schritt 9.2.2
Dividiere durch .
Schritt 10
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 11
Schritt 11.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 11.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 11.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 11.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 11.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.5
Addiere und .
Schritt 11.2.1.6
Addiere und .
Schritt 11.2.1.7
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 11.2.1.7.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 11.2.1.7.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 11.2.1.8
Dividiere durch .
Schritt 11.2.1.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.1.10
Potenziere mit .
Schritt 11.2.1.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 11.2.2
Addiere und .
Schritt 11.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 12
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
Schritt 13