Analysis Beispiele

Ermittle die Wendepunkte f(x)=x/( natürlicher Logarithmus von x)
Schritt 1
Bestimme die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.1.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.2.1
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.3
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.1.4
Vereinfache Terme.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.4.1
Kombiniere und .
Schritt 1.1.4.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.1.4.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.1.4.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.1.4.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2
Bestimme die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Summenregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.2.1
Multipliziere die Exponenten in .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.2.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 1.2.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.2.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.2.3
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.2.4
Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.4.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 1.2.4.2
Kombiniere Brüche.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.4.2.1
Addiere und .
Schritt 1.2.4.2.2
Kombiniere und .
Schritt 1.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.6
Vereinfache Terme.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.6.1
Kombinieren.
Schritt 1.2.6.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.2.6.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.6.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.2.6.3.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 1.2.7
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.7.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 1.2.7.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.2.7.3
Ersetze alle durch .
Schritt 1.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.9
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 1.2.10
Vereinfache Terme.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.10.1
Kombiniere und .
Schritt 1.2.10.2
Kombiniere und .
Schritt 1.2.10.3
Vereinfache den Ausdruck.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.10.3.1
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 1.2.10.3.2
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 1.2.10.4
Kombiniere und .
Schritt 1.2.10.5
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.10.5.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 1.2.10.5.2
Dividiere durch .
Schritt 1.2.10.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.11
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.11.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 1.2.11.2
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.11.2.1
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 1.2.11.2.2
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 1.2.11.2.3
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 1.2.11.2.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.11.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2.11.3
Stelle die Terme um.
Schritt 1.3
Die zweite Ableitung von nach ist .
Schritt 2
Setze die zweite Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Setze die zweite Ableitung gleich .
Schritt 2.2
Stelle jede Seite der Gleichung graphisch dar. Die Lösung ist der x-Wert des Schnittpunktes.
Schritt 3
Bestimme die Punkte, an denen die zweite Ableitung gleich ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1
Ersetze in , um den Wert von zu ermitteln.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 3.1.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1.2.1
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 3.1.2.2
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 3.1.2.3
Dividiere durch .
Schritt 3.1.2.4
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 4
Teile in Intervalle um die Punkte herum, die potentiell Wendepunkte sein könnten.
Schritt 5
Setze einen Wert aus dem Intervall in die zweite Ableitung ein, um festzustellen, ob sie ansteigend oder abfallend ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 5.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 5.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 5.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.3
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 5.2.4
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 5.2.5
Potenziere mit .
Schritt 5.2.6
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 5.2.7
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 5.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.9
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 5.2.10
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 5.2.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.12
Subtrahiere von .
Schritt 5.2.13
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 5.2.14
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 5.2.15
Addiere und .
Schritt 5.2.16
Dividiere durch .
Schritt 5.2.17
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
Setze einen Wert aus dem Intervall in die zweite Ableitung ein, um festzustellen, ob sie ansteigend oder abfallend ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 6.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 6.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.3
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 6.2.4
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 6.2.5
Potenziere mit .
Schritt 6.2.6
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 6.2.7
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 6.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.9
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 6.2.10
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 6.2.11
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.12
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.13
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 6.2.14
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 6.2.15
Addiere und .
Schritt 6.2.16
Dividiere durch .
Schritt 6.2.17
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
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 ist der Wendepunkt .
Schritt 8