Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 2.1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.1.2
Differenziere.
Schritt 2.1.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.1.2.4
Addiere und .
Schritt 2.1.3
Potenziere mit .
Schritt 2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 2.1.5
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 2.1.6
Addiere und .
Schritt 2.1.7
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.9
Vereinfache.
Schritt 2.1.9.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.1.9.2
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.1.9.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.9.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.1.9.3
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.1.9.3.1
Schreibe als um.
Schritt 2.1.9.3.2
Da beide Terme perfekte Quadrate sind, faktorisiere durch Anwendung der dritten binomischen Formel, , mit und .
Schritt 2.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 3
Schritt 3.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 3.2
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 3.3
Löse die Gleichung nach auf.
Schritt 3.3.1
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 3.3.2
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 3.3.2.1
Setze gleich .
Schritt 3.3.2.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 3.3.3
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 3.3.3.1
Setze gleich .
Schritt 3.3.3.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 3.3.4
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 4
Die Werte, die die Ableitung gleich machen, sind .
Schritt 5
Schritt 5.1
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 5.2
Löse nach auf.
Schritt 5.2.1
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 5.2.2
Vereinfache .
Schritt 5.2.2.1
Schreibe als um.
Schritt 5.2.2.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.
Schritt 5.2.2.3
Plus oder Minus ist .
Schritt 6
Teile in separate Intervalle um die -Werte herum, sodass die Ableitung gleich oder nicht definiert ist.
Schritt 7
Schritt 7.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 7.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 7.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 7.2.1.1
Addiere und .
Schritt 7.2.1.2
Subtrahiere von .
Schritt 7.2.2
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 7.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 7.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 7.3
Bei ist die Ableitung . Da dies positiv ist, steigt die Funktion im Intervall an.
Ansteigend im Intervall , da
Ansteigend im Intervall , da
Schritt 8
Schritt 8.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 8.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 8.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 8.2.1.1
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 8.2.1.2
Kombiniere und .
Schritt 8.2.1.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 8.2.1.4
Vereinfache den Zähler.
Schritt 8.2.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.1.4.2
Addiere und .
Schritt 8.2.1.5
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 8.2.1.6
Kombiniere und .
Schritt 8.2.1.7
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 8.2.1.8
Vereinfache den Zähler.
Schritt 8.2.1.8.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.1.8.2
Subtrahiere von .
Schritt 8.2.1.9
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 8.2.1.10
Kombiniere Exponenten.
Schritt 8.2.1.10.1
Faktorisiere das negative Vorzeichen heraus.
Schritt 8.2.1.10.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.1.10.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.1.10.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 8.2.2.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 8.2.2.2
Potenziere mit .
Schritt 8.2.2.3
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 8.2.2.4
Potenziere mit .
Schritt 8.2.2.5
Potenziere mit .
Schritt 8.2.2.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.3
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 8.2.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 8.2.4.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 8.2.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.2.4.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 8.2.4.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 8.2.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 8.2.5.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 8.2.5.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 8.2.6
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 8.3
Bei ist die Ableitung . Da dies negativ ist, nimmt die Funktion im Intervall ab.
Abfallend im Intervall da
Abfallend im Intervall da
Schritt 9
Schritt 9.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 9.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 9.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 9.2.1.1
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 9.2.1.2
Kombiniere und .
Schritt 9.2.1.3
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 9.2.1.4
Vereinfache den Zähler.
Schritt 9.2.1.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.4.2
Addiere und .
Schritt 9.2.1.5
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 9.2.1.6
Kombiniere und .
Schritt 9.2.1.7
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 9.2.1.8
Vereinfache den Zähler.
Schritt 9.2.1.8.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.8.2
Subtrahiere von .
Schritt 9.2.1.9
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 9.2.1.10
Kombiniere Exponenten.
Schritt 9.2.1.10.1
Faktorisiere das negative Vorzeichen heraus.
Schritt 9.2.1.10.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.10.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.10.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2
Vereinfache den Nenner.
Schritt 9.2.2.1
Wende die Produktregel auf an.
Schritt 9.2.2.2
Potenziere mit .
Schritt 9.2.2.3
Potenziere mit .
Schritt 9.2.3
Multipliziere den Zähler mit dem Kehrwert des Nenners.
Schritt 9.2.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.2.4.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 9.2.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 9.2.4.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.2.4.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.2.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 9.2.5.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 9.2.5.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 9.2.6
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 9.3
Bei ist die Ableitung . Da dies negativ ist, nimmt die Funktion im Intervall ab.
Abfallend im Intervall da
Abfallend im Intervall da
Schritt 10
Schritt 10.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 10.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 10.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 10.2.1.1
Addiere und .
Schritt 10.2.1.2
Subtrahiere von .
Schritt 10.2.2
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 10.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 10.2.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 10.3
Bei ist die Ableitung . Da dies positiv ist, steigt die Funktion im Intervall an.
Ansteigend im Intervall , da
Ansteigend im Intervall , da
Schritt 11
Liste die Intervalle auf, in denen die Funktion ansteigt und in denen sie abfällt.
Ansteigend im Intervall:
Abfallend im Intervall:
Schritt 12