Analysis Beispiele

Bestimme, wo der Mittelwertsatz erfüllt ist f(x)=(x^2-3x-4)/(x+2) , [-1,4]
,
Schritt 1
Wenn stetig im Intervall ist und differenzierbar im Intervall , dann gibt es mindestens eine reelle Zahl im Intervall derart, dass . Der Mittelwertsatz drückt das Verhältnis aus zwischen der Steigung der Tangente an die Kurve im Punkt und der Steigung der Geraden durch die Punkte und .
Wenn stetig im Intervall ist
und wenn im Intervall differenzierbar ist,
dann gibt es mindestens einen Punkt in : .
Schritt 2
Überprüfe, ob stetig ist.
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Schritt 2.1
Um herauszufinden, ob die Funktion im Intervall stetig ist oder nicht, ermittle den Definitionsbereich von .
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Schritt 2.1.1
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 2.1.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2.1.3
Der Definitionsbereich umfasst alle Werte von , für die der Ausdruck definiert ist.
Intervallschreibweise:
Aufzählende bzw. beschreibende Mengenschreibweise:
Intervallschreibweise:
Aufzählende bzw. beschreibende Mengenschreibweise:
Schritt 2.2
ist stetig im Intervall .
Die Funktion ist stetig.
Die Funktion ist stetig.
Schritt 3
Bestimme die Ableitung.
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Schritt 3.1
Bestimme die erste Ableitung.
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Schritt 3.1.1
Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass gleich ist mit und .
Schritt 3.1.2
Differenziere.
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Schritt 3.1.2.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.1.2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.1.2.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.1.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.1.2.6
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 3.1.2.7
Addiere und .
Schritt 3.1.2.8
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 3.1.2.9
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.1.2.10
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von bezüglich gleich .
Schritt 3.1.2.11
Vereinfache den Ausdruck.
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Schritt 3.1.2.11.1
Addiere und .
Schritt 3.1.2.11.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.1.3
Vereinfache.
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Schritt 3.1.3.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.1.3.2
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 3.1.3.2.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 3.1.3.2.1.1
Multipliziere aus unter Verwendung der FOIL-Methode.
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Schritt 3.1.3.2.1.1.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.1.3.2.1.1.2
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.1.3.2.1.1.3
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 3.1.3.2.1.2
Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.
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Schritt 3.1.3.2.1.2.1
Vereinfache jeden Term.
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Schritt 3.1.3.2.1.2.1.1
Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.
Schritt 3.1.3.2.1.2.1.2
Multipliziere mit durch Addieren der Exponenten.
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Schritt 3.1.3.2.1.2.1.2.1
Bewege .
Schritt 3.1.3.2.1.2.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.1.3.2.1.2.1.3
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.1.3.2.1.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.1.3.2.1.2.1.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.1.3.2.1.2.2
Addiere und .
Schritt 3.1.3.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.1.3.2.1.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.1.3.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 3.1.3.2.3
Addiere und .
Schritt 3.1.3.2.4
Addiere und .
Schritt 3.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 4
Bestimme, ob die Ableitung im Intervall stetig ist.
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Schritt 4.1
Um herauszufinden, ob die Funktion im Intervall stetig ist oder nicht, ermittle den Definitionsbereich von .
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Schritt 4.1.1
Setze den Nenner in gleich , um zu ermitteln, wo der Ausdruck nicht definiert ist.
Schritt 4.1.2
Löse nach auf.
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Schritt 4.1.2.1
Setze gleich .
Schritt 4.1.2.2
Subtrahiere von beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 4.1.3
Der Definitionsbereich umfasst alle Werte von , für die der Ausdruck definiert ist.
Intervallschreibweise:
Aufzählende bzw. beschreibende Mengenschreibweise:
Intervallschreibweise:
Aufzählende bzw. beschreibende Mengenschreibweise:
Schritt 4.2
ist stetig im Intervall .
Die Funktion ist stetig.
Die Funktion ist stetig.
Schritt 5
Die Funktion ist im Intervall differenzierbar, da die Ableitung im Intervall stetig ist.
Die Funktion ist differenzierbar.
Schritt 6
Die Funktion erfüllt die beiden Bedingungen des Mittelwertsatzes. Sie ist stetig im Intervall und differenzierbar im Intervall .
ist stetig im Intervall und differenzierbar im Intervall .
Schritt 7
Berechne aus dem Intervall .
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Schritt 7.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 7.2
Vereinfache das Ergebnis.
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Schritt 7.2.1
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 7.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 7.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 7.2.1.3
Addiere und .
Schritt 7.2.1.4
Subtrahiere von .
Schritt 7.2.2
Vereinfache den Ausdruck.
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Schritt 7.2.2.1
Addiere und .
Schritt 7.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 7.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 8
Löse nach auf. .
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Schritt 8.1
Faktorisiere jeden Term.
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Schritt 8.1.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.1.2
Addiere und .
Schritt 8.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.1.4
Addiere und .
Schritt 8.1.5
Dividiere durch .
Schritt 8.2
Finde den Hauptnenner der Terme in der Gleichung.
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Schritt 8.2.1
Den Hauptnenner einer Liste von Werten zu bestimmen, ist das gleiche wie das kgV der Nenner dieser Werte zu bestimmen.
Schritt 8.2.2
Das kleinste gemeinsame Vielfache eines beliebigen Ausdrucks ist der Ausdruck.
Schritt 8.3
Multipliziere jeden Term in mit um die Brüche zu eliminieren.
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Schritt 8.3.1
Multipliziere jeden Term in mit .
Schritt 8.3.2
Vereinfache die linke Seite.
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Schritt 8.3.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
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Schritt 8.3.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 8.3.2.1.2
Forme den Ausdruck um.
Schritt 8.3.3
Vereinfache die rechte Seite.
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Schritt 8.3.3.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4
Löse die Gleichung.
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Schritt 8.4.1
Verwende die Quadratformel, um die Lösungen zu finden.
Schritt 8.4.2
Setze die Werte , und in die Quadratformel ein und löse nach auf.
Schritt 8.4.3
Vereinfache.
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Schritt 8.4.3.1
Vereinfache den Zähler.
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Schritt 8.4.3.1.1
Potenziere mit .
Schritt 8.4.3.1.2
Multipliziere .
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Schritt 8.4.3.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4.3.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4.3.1.3
Addiere und .
Schritt 8.4.3.1.4
Schreibe als um.
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Schritt 8.4.3.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.4.3.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 8.4.3.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 8.4.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4.3.3
Vereinfache .
Schritt 8.4.4
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
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Schritt 8.4.4.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.4.4.1.1
Potenziere mit .
Schritt 8.4.4.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.4.4.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4.4.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4.4.1.3
Addiere und .
Schritt 8.4.4.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.4.4.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.4.4.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 8.4.4.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 8.4.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4.4.3
Vereinfache .
Schritt 8.4.4.4
Ändere das zu .
Schritt 8.4.5
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
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Schritt 8.4.5.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.4.5.1.1
Potenziere mit .
Schritt 8.4.5.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.4.5.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4.5.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4.5.1.3
Addiere und .
Schritt 8.4.5.1.4
Schreibe als um.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 8.4.5.1.4.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 8.4.5.1.4.2
Schreibe als um.
Schritt 8.4.5.1.5
Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.
Schritt 8.4.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 8.4.5.3
Vereinfache .
Schritt 8.4.5.4
Ändere das zu .
Schritt 8.4.6
Die endgültige Lösung ist die Kombination beider Lösungen.
Schritt 9
Es gibt eine Tangente bei parallel zur Geraden, die durch die Endpunkte und verläuft.
Es gibt eine Tangente bei parallel zur Geraden, die durch die Endpunkte und verläuft
Schritt 10
Es gibt eine Tangente bei parallel zur Geraden, die durch die Endpunkte und verläuft.
Es gibt eine Tangente bei parallel zur Geraden, die durch die Endpunkte und verläuft
Schritt 11