Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2
Berechne .
Schritt 2.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 2.2.4
Kombiniere und .
Schritt 2.2.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 2.2.6
Vereinfache den Zähler.
Schritt 2.2.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.6.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.2.7
Kombiniere und .
Schritt 2.3
Berechne .
Schritt 2.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.5
Vereinfache.
Schritt 2.5.1
Addiere und .
Schritt 2.5.2
Stelle die Terme um.
Schritt 3
Schritt 3.1
Differenziere.
Schritt 3.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.1.2
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 3.2
Berechne .
Schritt 3.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.2.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 3.2.4
Kombiniere und .
Schritt 3.2.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 3.2.6
Vereinfache den Zähler.
Schritt 3.2.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.6.2
Subtrahiere von .
Schritt 3.2.7
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3.2.8
Kombiniere und .
Schritt 3.2.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.10
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.2.11
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.2.12
Bringe in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten .
Schritt 3.3
Subtrahiere von .
Schritt 4
Um die lokalen Maximum- und Minimumwerte einer Funktion zu ermitteln, setze die Ableitung gleich und löse die Gleichung.
Schritt 5
Schritt 5.1
Bestimme die erste Ableitung.
Schritt 5.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.2
Berechne .
Schritt 5.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.2.3
Um als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit .
Schritt 5.1.2.4
Kombiniere und .
Schritt 5.1.2.5
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 5.1.2.6
Vereinfache den Zähler.
Schritt 5.1.2.6.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.2.6.2
Subtrahiere von .
Schritt 5.1.2.7
Kombiniere und .
Schritt 5.1.3
Berechne .
Schritt 5.1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.4
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 5.1.5
Vereinfache.
Schritt 5.1.5.1
Addiere und .
Schritt 5.1.5.2
Stelle die Terme um.
Schritt 5.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 6.3
Multipliziere beide Seiten der Gleichung mit .
Schritt 6.4
Vereinfache beide Seiten der Gleichung.
Schritt 6.4.1
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.4.1.1
Vereinfache .
Schritt 6.4.1.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.4.1.1.1.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 6.4.1.1.1.2
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 6.4.1.1.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.4.1.1.1.4
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.4.1.1.1.5
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.4.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.4.1.1.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.4.1.1.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.4.1.1.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.4.1.1.3
Multipliziere.
Schritt 6.4.1.1.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.4.1.1.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.4.2
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 6.4.2.1
Vereinfache .
Schritt 6.4.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.4.2.1.1.1
Bringe das führende Minuszeichen in in den Zähler.
Schritt 6.4.2.1.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 6.4.2.1.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.4.2.1.1.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.4.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.5
Potenziere jede Seite der Gleichung mit , um den gebrochenen Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 6.6
Vereinfache den Exponenten.
Schritt 6.6.1
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.6.1.1
Vereinfache .
Schritt 6.6.1.1.1
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 6.6.1.1.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 6.6.1.1.1.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.6.1.1.1.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.6.1.1.1.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 6.6.1.1.2
Vereinfache.
Schritt 6.6.2
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 6.6.2.1
Potenziere mit .
Schritt 7
Schritt 7.1
Wandel Ausdrücke mit gebrochenen Exponenten in Wurzeln um.
Schritt 7.1.1
Wende die Regel an, um die Potenz als Wurzel umzuschreiben.
Schritt 7.1.2
Alles, was auf angehoben wird, ist die Basis selbst.
Schritt 7.2
Setze den Radikanden in kleiner als , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 7.3
Die Gleichung ist nicht definiert, wo der Nenner gleich , das Argument einer Quadratwurzel kleiner als oder das Argument eines Logarithmus kleiner oder gleich ist.
Schritt 8
Kritische Punkte zum auswerten.
Schritt 9
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 10
Schritt 10.1
Vereinfache den Nenner.
Schritt 10.1.1
Schreibe als um.
Schritt 10.1.2
Schreibe als um.
Schritt 10.1.3
Multipliziere die Exponenten in .
Schritt 10.1.3.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 10.1.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 10.1.3.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 10.1.3.2.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 10.1.3.2.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 10.1.4
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 10.1.5
Addiere und .
Schritt 10.2
Potenziere mit .
Schritt 11
ist ein lokales Maximum, weil der Wert der zweiten Ableitung negativ ist. Dies wird auch Prüfung der zweiten Ableitung genannt.
ist ein lokales Maximum
Schritt 12
Schritt 12.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 12.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 12.2.1
Vereinfache jeden Term.
Schritt 12.2.1.1
Schreibe als um.
Schritt 12.2.1.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 12.2.1.3
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 12.2.1.3.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 12.2.1.3.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 12.2.1.4
Potenziere mit .
Schritt 12.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.1.6
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.2
Vereinfache durch Addieren von Zahlen.
Schritt 12.2.2.1
Addiere und .
Schritt 12.2.2.2
Addiere und .
Schritt 12.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 13
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Maximum
Schritt 14