Analysis Beispiele

Ermitteln, wo ansteigend/abfallend mittels Ableitungen 3x^2 natürlicher Logarithmus von x^2-1
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.1.2
Berechne .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.1.2.3
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.2.3.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.1.2.3.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.1.2.3.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.1.2.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.2.5
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.2.6
Kombiniere und .
Schritt 2.1.2.7
Kombiniere und .
Schritt 2.1.2.8
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.2.8.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.1.2.8.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.2.8.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.1.2.8.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.1.2.8.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.1.2.9
Kombiniere und .
Schritt 2.1.2.10
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 2.1.2.11
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.2.11.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.1.2.11.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.2.11.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.1.2.11.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.1.2.11.2.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.1.2.11.2.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.1.2.11.2.5
Dividiere durch .
Schritt 2.1.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.1.4
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.4.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.1.4.2
Vereine die Terme
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.4.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.4.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.1.4.2.3
Addiere und .
Schritt 2.1.4.3
Stelle die Terme um.
Schritt 2.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 3
Setze die erste Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
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Schritt 3.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 3.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 3.3
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 3.3.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.3.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.3.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.2.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.3.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 3.3.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.3.1
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.3.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.3.3.1.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.3.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 3.3.3.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.3.3.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.3.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.3.3.2.2
Dividiere durch .
Schritt 3.4
Um nach aufzulösen, schreibe die Gleichung mithilfe der Logarithmengesetze um.
Schritt 3.5
Schreibe in eine Exponentialform indem du die Definition des Logarithmus verwendest. Wenn und positive reelle Zahlen sind und ist, dann ist gleich .
Schritt 3.6
Löse nach auf.
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Schritt 3.6.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 3.6.2
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 3.6.3
Vereinfache .
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Schritt 3.6.3.1
Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 3.6.3.2
Schreibe als um.
Schritt 3.6.3.3
Jede Wurzel von ist .
Schritt 3.6.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.6.3.5
Vereinige und vereinfache den Nenner.
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Schritt 3.6.3.5.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.6.3.5.2
Potenziere mit .
Schritt 3.6.3.5.3
Potenziere mit .
Schritt 3.6.3.5.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 3.6.3.5.5
Addiere und .
Schritt 3.6.3.5.6
Schreibe als um.
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Schritt 3.6.3.5.6.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 3.6.3.5.6.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 3.6.3.5.6.3
Kombiniere und .
Schritt 3.6.3.5.6.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.6.3.5.6.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 3.6.3.5.6.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 3.6.3.5.6.5
Vereinfache.
Schritt 3.6.4
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
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Schritt 3.6.4.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 3.6.4.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 3.6.4.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 4
Die Werte, die die Ableitung gleich machen, sind .
Schritt 5
Ermittele, wo die Ableitung nicht definiert ist.
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Schritt 5.1
Setze das Argument in kleiner oder gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 5.2
Löse nach auf.
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Schritt 5.2.1
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Ungleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 5.2.2
Vereinfache die Gleichung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.2.1
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.2.1.1
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 5.2.2.2
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.2.2.1
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.2.2.1.1
Schreibe als um.
Schritt 5.2.2.2.1.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 5.2.2.2.1.3
Der Absolutwert ist der Abstand zwischen einer Zahl und null. Der Abstand zwischen und ist .
Schritt 5.2.3
Schreibe als abschnittsweise Funktion.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.3.1
Um das Intervall für den ersten Teil zu bestimmen, ermittele, wo das Innere des Absolutwertes nicht negativ ist.
Schritt 5.2.3.2
Entferne den Absolutwert in dem Teil, in dem nicht negativ ist.
Schritt 5.2.3.3
Um das Intervall für den zweiten Teil zu bestimmen, ermittele, wo das Innere des Absolutwertes negativ ist.
Schritt 5.2.3.4
Entferne den Absolutwert und multipliziere mit in dem Teil, in dem negativ ist.
Schritt 5.2.3.5
Schreibe als eine abschnittsweise Funktion.
Schritt 5.2.4
Bestimme die Schnittmenge von und .
Schritt 5.2.5
Löse , wenn ergibt.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.5.1
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.5.1.1
Teile jeden Term in durch . Wenn beide Seiten der Ungleichung mit einen negativen Wert multipliziert oder dividiert werden, kehre die Vorzeichen der Ungleichung um.
Schritt 5.2.5.1.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.5.1.2.1
Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.
Schritt 5.2.5.1.2.2
Dividiere durch .
Schritt 5.2.5.1.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.5.1.3.1
Dividiere durch .
Schritt 5.2.5.2
Bestimme die Schnittmenge von und .
Keine Lösung
Keine Lösung
Schritt 5.2.6
Ermittele die Vereinigungsmenge der Lösungen.
Schritt 6
Teile in separate Intervalle um die -Werte herum, sodass die Ableitung gleich oder nicht definiert ist.
Schritt 7
Setze einen Wert aus dem Intervall in die Ableitung ein, um zu bestimmen, ob die Funktion ansteigend oder abfallend ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 7.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 7.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.3
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 7.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 7.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 7.3
Bei ist die Ableitung . Da dies negativ ist, nimmt die Funktion im Intervall ab.
Abfallend im Intervall da
Abfallend im Intervall da
Schritt 8
Setze einen Wert aus dem Intervall in die Ableitung ein, um zu bestimmen, ob die Funktion ansteigend oder abfallend ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 8.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 8.2.1.3
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 8.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 8.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 8.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 8.3
Bei ist die Ableitung . Da dies positiv ist, steigt die Funktion im Intervall an.
Ansteigend im Intervall , da
Ansteigend im Intervall , da
Schritt 9
Setze einen Wert aus dem Intervall in die Ableitung ein, um zu bestimmen, ob die Funktion ansteigend oder abfallend ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 9.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 9.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 9.2.1.3
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 9.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 9.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 9.2.2
Addiere und .
Schritt 9.2.3
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
Setze einen Wert aus dem Intervall in die Ableitung ein, um zu bestimmen, ob die Funktion ansteigend oder abfallend ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 10.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 10.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.1.2
Potenziere mit .
Schritt 10.2.1.3
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 10.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 10.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.2
Addiere und .
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