Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schritt 1.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 1.1.1
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 1.1.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 1.1.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.1.3
Differenziere.
Schritt 1.1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.3.3
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 1.1.3.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.3.3.2
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.1.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.4
Vereinfache.
Schritt 1.1.4.1
Stelle die Terme um.
Schritt 1.1.4.2
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 1.2
Bestimme die zweite Ableitung.
Schritt 1.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.2.2
Berechne .
Schritt 1.2.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.2.2.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 1.2.2.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.2.2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 1.2.2.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.2.2.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.2.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.2.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.2.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.2.8
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.2.3
Berechne .
Schritt 1.2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.2.3.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 1.2.3.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.2.3.3.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 1.2.3.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.2.3.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.2.3.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.3.6
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.3.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.3.8
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.2.3.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.4
Vereinfache.
Schritt 1.2.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.2.4.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.2.4.3
Vereine die Terme
Schritt 1.2.4.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.4.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.4.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.4.3.4
Addiere und .
Schritt 1.2.4.3.4.1
Bewege .
Schritt 1.2.4.3.4.2
Addiere und .
Schritt 1.2.4.4
Stelle die Terme um.
Schritt 1.2.4.5
Stelle die Faktoren in um.
Schritt 1.3
Die zweite Ableitung von nach ist .
Schritt 2
Schritt 2.1
Setze die zweite Ableitung gleich .
Schritt 2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.3
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 2.4
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 2.4.1
Setze gleich .
Schritt 2.4.2
Löse nach auf.
Schritt 2.4.2.1
Berechne von beiden Seiten der Gleichung den natürlichen Logarithmus, um die Variable vom Exponenten zu entfernen.
Schritt 2.4.2.2
Die Gleichung kann nicht gelöst werden, da nicht definiert ist.
Undefiniert
Schritt 2.4.2.3
Es gibt keine Lösung für
Keine Lösung
Keine Lösung
Keine Lösung
Schritt 2.5
Setze gleich und löse nach auf.
Schritt 2.5.1
Setze gleich .
Schritt 2.5.2
Löse nach auf.
Schritt 2.5.2.1
Verwende die Quadratformel, um die Lösungen zu finden.
Schritt 2.5.2.2
Setze die Werte , und in die Quadratformel ein und löse nach auf.
Schritt 2.5.2.3
Vereinfache.
Schritt 2.5.2.3.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.5.2.3.1.1
Potenziere mit .
Schritt 2.5.2.3.1.2
Multipliziere .
Schritt 2.5.2.3.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.3.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.3.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.5.2.3.1.4
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.3.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.3.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.3.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 2.5.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.3.3
Vereinfache .
Schritt 2.5.2.4
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Schritt 2.5.2.4.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.5.2.4.1.1
Potenziere mit .
Schritt 2.5.2.4.1.2
Multipliziere .
Schritt 2.5.2.4.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.4.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.4.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.5.2.4.1.4
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.4.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.4.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.4.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 2.5.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.4.3
Vereinfache .
Schritt 2.5.2.4.4
Ändere das zu .
Schritt 2.5.2.4.5
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.4.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.4.7
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.4.8
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.5.2.5
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Schritt 2.5.2.5.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.5.2.5.1.1
Potenziere mit .
Schritt 2.5.2.5.1.2
Multipliziere .
Schritt 2.5.2.5.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.5.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.5.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.5.2.5.1.4
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.5.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.5.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.5.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 2.5.2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.5.3
Vereinfache .
Schritt 2.5.2.5.4
Ändere das zu .
Schritt 2.5.2.5.5
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.5.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.5.7
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.5.8
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.5.2.6
Die endgültige Lösung ist die Kombination beider Lösungen.
Schritt 2.6
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 3
Schritt 3.1
Ersetze in , um den Wert von zu ermitteln.
Schritt 3.1.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 3.1.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 3.1.2.1
Potenziere mit .
Schritt 3.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.1.2.3
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 3.1.2.4
Kombiniere und .
Schritt 3.1.2.5
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 3.1.2.6
Potenziere mit .
Schritt 3.1.2.7
Dividiere durch .
Schritt 3.1.2.8
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 3.2
Der Punkt, der durch Einsetzen von in ermittelt werden kann, ist . Dieser Punkt kann ein Wendepunkt sein.
Schritt 3.3
Ersetze in , um den Wert von zu ermitteln.
Schritt 3.3.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 3.3.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 3.3.2.1
Potenziere mit .
Schritt 3.3.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3.2.3
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 3.3.2.4
Kombiniere und .
Schritt 3.3.2.5
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 3.3.2.6
Potenziere mit .
Schritt 3.3.2.7
Dividiere durch .
Schritt 3.3.2.8
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 3.4
Der Punkt, der durch Einsetzen von in ermittelt werden kann, ist . Dieser Punkt kann ein Wendepunkt sein.
Schritt 3.5
Bestimme die Punkte, die Wendepunkte sein könnten.
Schritt 4
Teile in Intervalle um die Punkte herum, die potentiell Wendepunkte sein könnten.
Schritt 5
Schritt 5.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 5.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 5.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 5.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 5.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.1.4
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 5.2.1.5
Kombiniere und .
Schritt 5.2.1.6
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 5.2.1.7
Potenziere mit .
Schritt 5.2.1.8
Dividiere durch .
Schritt 5.2.1.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.1.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.1.11
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 5.2.1.12
Kombiniere und .
Schritt 5.2.1.13
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 5.2.1.14
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 5.2.1.15
Potenziere mit .
Schritt 5.2.1.16
Dividiere durch .
Schritt 5.2.1.17
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.1.18
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.1.19
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 5.2.1.20
Kombiniere und .
Schritt 5.2.2
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Schritt 5.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 5.2.2.2
Addiere und .
Schritt 5.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 5.3
Bei ist die zweite Ableitung . Da dies positiv ist, steigt die zweite Ableitung auf dem Intervall .
Ansteigend im Intervall , da
Ansteigend im Intervall , da
Schritt 6
Schritt 6.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 6.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 6.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 6.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.4
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 6.2.1.5
Kombiniere und .
Schritt 6.2.1.6
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 6.2.1.7
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.8
Dividiere durch .
Schritt 6.2.1.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.11
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 6.2.1.12
Kombiniere und .
Schritt 6.2.1.13
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 6.2.1.14
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 6.2.1.15
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.16
Dividiere durch .
Schritt 6.2.1.17
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.18
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.19
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 6.2.1.20
Kombiniere und .
Schritt 6.2.2
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Schritt 6.2.2.1
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.2.2
Addiere und .
Schritt 6.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 6.3
Bei , die zweite Ableitung ist . Da diese negativ ist, fällt die zweite Ableitung im Intervall
Abfallend im Intervall da
Abfallend im Intervall da
Schritt 7
Schritt 7.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 7.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 7.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 7.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.7
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.2
Vereinfache durch Addieren von Termen.
Schritt 7.2.2.1
Addiere und .
Schritt 7.2.2.2
Addiere und .
Schritt 7.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 7.3
Bei ist die zweite Ableitung . Da dies positiv ist, steigt die zweite Ableitung auf dem Intervall .
Ansteigend im Intervall , da
Ansteigend im Intervall , da
Schritt 8
Ein Wendepunkt ist ein Punkt auf einer Kurve, an dem die Konkavität das Vorzeichen von Plus zu Minus oder von Minus zu Plus ändert. In diesem Fall sind die Wendepunkte .
Schritt 9