Analysis Beispiele

Ermitteln, wo ansteigend/abfallend mittels Ableitungen f(x)=x^4+2x^2-8x
Schritt 1
Bestimme die erste 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.
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Schritt 1.1.1.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 1.1.1.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2
Berechne .
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Schritt 1.1.2.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.1.2.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.1.3
Berechne .
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Schritt 1.1.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 1.1.3.2
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 1.1.3.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 1.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 2
Setze die erste Ableitung gleich , dann löse die Gleichung .
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Schritt 2.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 2.2
Faktorisiere die linke Seite der Gleichung.
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Schritt 2.2.1
Faktorisiere aus heraus.
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Schritt 2.2.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.1.2
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.1.3
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.1.4
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.1.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.2.2
Faktorisiere.
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Schritt 2.2.2.1
Faktorisiere mithilfe des Satzes über rationale Wurzeln.
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Schritt 2.2.2.1.1
Wenn eine Polynomfunktion ganzzahlige Koeffizienten hat, dann hat jede rationale Nullstelle die Form , wobei ein Teiler der Konstanten und ein Teiler des Leitkoeffizienten ist.
Schritt 2.2.2.1.2
Ermittle jede Kombination von . Dies sind die möglichen Wurzeln der Polynomfunktion.
Schritt 2.2.2.1.3
Setze ein und vereinfache den Ausdruck. In diesem Fall ist der Ausdruck gleich , folglich ist eine Wurzel des Polynoms.
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Schritt 2.2.2.1.3.1
Setze in das Polynom ein.
Schritt 2.2.2.1.3.2
Potenziere mit .
Schritt 2.2.2.1.3.3
Addiere und .
Schritt 2.2.2.1.3.4
Subtrahiere von .
Schritt 2.2.2.1.4
Da eine bekannte Wurzel ist, dividiere das Polynom durch , um das Quotientenpolynom zu bestimmen. Dieses Polynom kann dann verwendet werden, um die restlichen Wurzeln zu finden.
Schritt 2.2.2.1.5
Dividiere durch .
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Schritt 2.2.2.1.5.1
Stelle die zu dividierenden Polynome auf. Wenn es nicht für jeden Exponenten einen Term gibt, setze einen ein mit dem Wert .
-++-
Schritt 2.2.2.1.5.2
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
-++-
Schritt 2.2.2.1.5.3
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
-++-
+-
Schritt 2.2.2.1.5.4
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
-++-
-+
Schritt 2.2.2.1.5.5
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
-++-
-+
+
Schritt 2.2.2.1.5.6
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
-++-
-+
++
Schritt 2.2.2.1.5.7
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
+
-++-
-+
++
Schritt 2.2.2.1.5.8
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
+
-++-
-+
++
+-
Schritt 2.2.2.1.5.9
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
+
-++-
-+
++
-+
Schritt 2.2.2.1.5.10
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
+
-++-
-+
++
-+
+
Schritt 2.2.2.1.5.11
Ziehe die nächsten Terme vom ursprünglichen Dividenden nach unten in den aktuellen Dividenden.
+
-++-
-+
++
-+
+-
Schritt 2.2.2.1.5.12
Dividiere den Term höchster Ordnung im Dividend durch den Term höchster Ordnung im Divisor .
++
-++-
-+
++
-+
+-
Schritt 2.2.2.1.5.13
Multipliziere den neuen Bruchterm mit dem Teiler.
++
-++-
-+
++
-+
+-
+-
Schritt 2.2.2.1.5.14
Der Ausdruck muss vom Dividenden abgezogen werden, ändere also alle Vorzeichen in
++
-++-
-+
++
-+
+-
-+
Schritt 2.2.2.1.5.15
Addiere nach dem Wechsel der Vorzeichen den letzten Dividenden des ausmultiplizierten Polynoms, um den neuen Dividenden zu finden.
++
-++-
-+
++
-+
+-
-+
Schritt 2.2.2.1.5.16
Da der Rest gleich ist, ist der Quotient das endgültige Ergebnis.
Schritt 2.2.2.1.6
Schreibe als eine Menge von Faktoren.
Schritt 2.2.2.2
Entferne unnötige Klammern.
Schritt 2.3
Wenn irgendein einzelner Faktor auf der linken Seite der Gleichung gleich ist, dann ist der ganze Ausdruck gleich .
Schritt 2.4
Setze gleich und löse nach auf.
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Schritt 2.4.1
Setze gleich .
Schritt 2.4.2
Addiere zu beiden Seiten der Gleichung.
Schritt 2.5
Setze gleich und löse nach auf.
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Schritt 2.5.1
Setze gleich .
Schritt 2.5.2
Löse nach auf.
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Schritt 2.5.2.1
Verwende die Quadratformel, um die Lösungen zu finden.
Schritt 2.5.2.2
Setze die Werte , und in die Quadratformel ein und löse nach auf.
Schritt 2.5.2.3
Vereinfache.
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Schritt 2.5.2.3.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.3.1.1
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 2.5.2.3.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.3.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.3.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.3.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.5.2.3.1.4
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.3.1.5
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.3.1.6
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.3.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.4
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
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Schritt 2.5.2.4.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.4.1.1
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 2.5.2.4.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.4.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.4.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.4.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.5.2.4.1.4
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.4.1.5
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.4.1.6
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.4.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.4.3
Ändere das zu .
Schritt 2.5.2.4.4
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.4.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.4.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.4.7
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.5.2.5
Vereinfache den Ausdruck, um nach dem -Teil von aufzulösen.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.5.1
Vereinfache den Zähler.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.5.1.1
Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.
Schritt 2.5.2.5.1.2
Multipliziere .
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 2.5.2.5.1.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.5.1.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.5.1.3
Subtrahiere von .
Schritt 2.5.2.5.1.4
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.5.1.5
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.5.1.6
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.2.5.3
Ändere das zu .
Schritt 2.5.2.5.4
Schreibe als um.
Schritt 2.5.2.5.5
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.5.6
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 2.5.2.5.7
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 2.5.2.6
Die endgültige Lösung ist die Kombination beider Lösungen.
Schritt 2.6
Die endgültige Lösung sind alle Werte, die wahr machen.
Schritt 3
Die Werte, die die Ableitung gleich machen, sind .
Schritt 4
Nach dem Auffinden des Punktes, der die Ableitung gleich oder undefiniert macht, ist das Intervall, in dem geprüft werden muss, wo ansteigt und abfällt, gleich .
Schritt 5
Setze einen Wert aus dem Intervall in die Ableitung ein, um zu bestimmen, ob die Funktion ansteigend oder abfallend ist.
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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 jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.1.1
zu einer beliebigen, positiven Potenz zu erheben ergibt .
Schritt 5.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.2.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 5.2.2.1
Addiere und .
Schritt 5.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 5.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 5.3
Bei ist die Ableitung . Da dies negativ ist, nimmt die Funktion im Intervall ab.
Abfallend im Intervall da
Abfallend im Intervall da
Schritt 6
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 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 jeden Term.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.1.1
Potenziere mit .
Schritt 6.2.1.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.2.2
Vereinfache durch Addieren und Subtrahieren.
Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...
Schritt 6.2.2.1
Addiere und .
Schritt 6.2.2.2
Subtrahiere von .
Schritt 6.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 6.3
Bei ist die Ableitung . Da dies positiv ist, steigt die Funktion im Intervall an.
Ansteigend im Intervall , da
Ansteigend im Intervall , da
Schritt 7
Liste die Intervalle auf, in denen die Funktion ansteigt und in denen sie abfällt.
Ansteigend im Intervall:
Abfallend im Intervall:
Schritt 8