Analysis Beispiele

Ermittle die Wendepunkte ( natürlicher Logarithmus von x)/x
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Bestimme die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1
Bestimme die erste Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.1.2
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.1.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.3.1
Kombiniere und .
Schritt 2.1.3.2
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.1.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.1.3.2.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.1.3.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.1.3.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2
Bestimme die zweite Ableitung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 2.2.2
Differenziere.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.2.1
Multipliziere die Exponenten in .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.2.1.1
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 2.2.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.2.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.2.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 2.2.2.4
Addiere und .
Schritt 2.2.2.5
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2.3
Die Ableitung von nach ist .
Schritt 2.2.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.4.1
Kombiniere und .
Schritt 2.2.4.2
Kürze den gemeinsamen Teiler von und .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.4.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.4.2.2
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.4.2.2.1
Potenziere mit .
Schritt 2.2.4.2.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.4.2.2.3
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.2.4.2.2.4
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.2.4.2.2.5
Dividiere durch .
Schritt 2.2.4.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.2.4.4
Vereinfache durch Herausfaktorisieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.4.4.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.4.4.2
Faktorisiere aus heraus.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.4.4.2.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.4.4.2.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.4.4.2.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5
Kürze die gemeinsamen Faktoren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.5.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.5.2
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 2.2.5.3
Forme den Ausdruck um.
Schritt 2.2.6
Vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.2.6.2
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.6.2.1
Vereinfache jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.6.2.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.6.2.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.2.6.2.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.2.6.2.1.2.2
Vereinfache , indem du in den Logarithmus ziehst.
Schritt 2.2.6.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 2.2.6.3
Schreibe als um.
Schritt 2.2.6.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.6.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.6.6
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.3
Die zweite Ableitung von nach ist .
Schritt 3
Setze die zweite Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.1
Setze die zweite Ableitung gleich .
Schritt 3.2
Setze den Zähler gleich Null.
Schritt 3.3
Löse die Gleichung nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.1
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 3.3.2
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.2.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 3.3.2.2
Vereinfache die linke Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.2.2.1
Dividieren zweier negativer Zahlen ergibt eine positive Zahl.
Schritt 3.3.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 3.3.2.3
Vereinfache die rechte Seite.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.2.3.1
Dividiere durch .
Schritt 3.3.3
Um nach aufzulösen, schreibe die Gleichung mithilfe der Logarithmengesetze um.
Schritt 3.3.4
Schreibe in eine Exponentialform indem du die Definition des Logarithmus verwendest. Wenn und positive reelle Zahlen sind und ist, dann ist gleich .
Schritt 3.3.5
Löse nach auf.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.5.1
Schreibe die Gleichung als um.
Schritt 3.3.5.2
Ziehe die angegebene Wurzel auf beiden Seiten der Gleichung, um den Exponenten auf der linken Seite zu eliminieren.
Schritt 3.3.5.3
Vereinfache .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.5.3.1
Faktorisiere aus.
Schritt 3.3.5.3.2
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 3.3.5.4
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 3.3.5.4.1
Verwende zunächst den positiven Wert des , um die erste Lösung zu finden.
Schritt 3.3.5.4.2
Als Nächstes verwende den negativen Wert von , um die zweite Lösung zu finden.
Schritt 3.3.5.4.3
Die vollständige Lösung ist das Ergebnis des positiven und des negativen Teils der Lösung.
Schritt 4
Bestimme die Punkte, an denen die zweite Ableitung gleich ist.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1
Ersetze in , um den Wert von zu ermitteln.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 4.1.2
Vereinfache das Ergebnis.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.2
Vereinige und vereinfache den Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 4.1.2.2.2
Bewege .
Schritt 4.1.2.2.3
Potenziere mit .
Schritt 4.1.2.2.4
Potenziere mit .
Schritt 4.1.2.2.5
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.2.2.6
Addiere und .
Schritt 4.1.2.2.7
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.2.7.1
Benutze , um als neu zu schreiben.
Schritt 4.1.2.2.7.2
Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, .
Schritt 4.1.2.2.7.3
Kombiniere und .
Schritt 4.1.2.2.7.4
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.2.7.4.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 4.1.2.2.7.4.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 4.1.2.2.7.5
Vereinfache.
Schritt 4.1.2.3
Vereinfache den Nenner.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 4.1.2.3.1
Wende die Exponentenregel an, um die Exponenten zu kombinieren.
Schritt 4.1.2.3.2
Addiere und .
Schritt 4.1.2.4
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 4.2
Der Punkt, der durch Einsetzen von in ermittelt werden kann, ist . Dieser Punkt kann ein Wendepunkt sein.
Schritt 4.3
ist nicht innerhalb des Defintionsbereiches von . Es gibt keinen Wendepunkt bei .
is not in the domain
Schritt 4.4
Bestimme die Punkte, die Wendepunkte sein könnten.
Schritt 5
Teile in Intervalle um die Punkte herum, die potentiell Wendepunkte sein könnten.
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
Potenziere mit .
Schritt 6.2.2
Potenziere mit .
Schritt 6.2.3
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 6.2.4
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 6.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.6
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.7
Dividiere durch .
Schritt 6.2.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.9
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
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 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
Potenziere mit .
Schritt 7.2.2
Potenziere mit .
Schritt 7.2.3
Ersetze durch eine Näherung.
Schritt 7.2.4
Die logarithmische Basis von ist ungefähr .
Schritt 7.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.6
Subtrahiere von .
Schritt 7.2.7
Dividiere durch .
Schritt 7.2.8
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 ist der Wendepunkt .
Schritt 9