Gib eine Aufgabe ein ...
Analysis Beispiele
Schritt 1
Schreibe als Funktion.
Schritt 2
Schritt 2.1
Differenziere.
Schritt 2.1.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.1.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 2.1.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.4
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 2.4.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 2.4.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 2.4.3
Ersetze alle durch .
Schritt 2.5
Differenziere.
Schritt 2.5.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 2.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.5.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 2.5.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 2.6
Vereinfache.
Schritt 2.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 2.6.2
Vereine die Terme
Schritt 2.6.2.1
Kombiniere und .
Schritt 2.6.2.2
Kombiniere und .
Schritt 2.6.2.3
Kombiniere und .
Schritt 2.6.2.4
Kombiniere und .
Schritt 2.6.2.5
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 3
Schritt 3.1
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
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 Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 3.3
Berechne .
Schritt 3.3.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.3.2
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 3.3.2.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 3.3.2.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 3.3.2.3
Ersetze alle durch .
Schritt 3.3.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 3.3.4
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 3.3.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3.6
Bringe auf die linke Seite von .
Schritt 3.3.7
Schreibe als um.
Schritt 3.3.8
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3.9
Mutltipliziere mit .
Schritt 3.3.10
Kombiniere und .
Schritt 3.4
Kombiniere und .
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
Differenziere.
Schritt 5.1.1.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.1.2
Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von nach .
Schritt 5.1.1.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 5.1.3
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.4
Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass ist , mit und .
Schritt 5.1.4.1
Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze durch .
Schritt 5.1.4.2
Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass gleich ist, wobei =.
Schritt 5.1.4.3
Ersetze alle durch .
Schritt 5.1.5
Differenziere.
Schritt 5.1.5.1
Da konstant bezüglich ist, ist die Ableitung von nach gleich .
Schritt 5.1.5.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.5.3
Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass gleich ist mit .
Schritt 5.1.5.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 5.1.6
Vereinfache.
Schritt 5.1.6.1
Wende das Distributivgesetz an.
Schritt 5.1.6.2
Vereine die Terme
Schritt 5.1.6.2.1
Kombiniere und .
Schritt 5.1.6.2.2
Kombiniere und .
Schritt 5.1.6.2.3
Kombiniere und .
Schritt 5.1.6.2.4
Kombiniere und .
Schritt 5.1.6.2.5
Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.
Schritt 5.2
Die erste Ableitung von nach ist .
Schritt 6
Schritt 6.1
Setze die erste Ableitung gleich .
Schritt 6.2
Bringe auf die rechte Seite der Gleichung, indem du es auf beiden Seiten addierst.
Schritt 6.3
Da der Ausdruck auf jeder Seite der Gleichung den gleichen Nenner hat, müssen die Zähler gleich sein.
Schritt 6.4
Berechne von beiden Seiten der Gleichung den natürlichen Logarithmus, um die Variable vom Exponenten zu entfernen.
Schritt 6.5
Multipliziere die linke Seite aus.
Schritt 6.5.1
Schreibe als um.
Schritt 6.5.2
Zerlege durch Herausziehen von aus dem Logarithmus.
Schritt 6.5.3
Der natürliche Logarithmus von ist .
Schritt 6.5.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.6
Multipliziere die rechte Seite aus.
Schritt 6.6.1
Schreibe als um.
Schritt 6.6.2
Zerlege durch Herausziehen von aus dem Logarithmus.
Schritt 6.6.3
Der natürliche Logarithmus von ist .
Schritt 6.6.4
Mutltipliziere mit .
Schritt 6.7
Bringe alle Terme, die einen Logarithmus enthalten, auf die linke Seite der Gleichung.
Schritt 6.8
Nutze die Quotienteneigenschaft von Logarithmen, .
Schritt 6.9
Dividiere durch .
Schritt 6.10
Der natürliche Logarithmus von ist .
Schritt 6.11
Subtrahiere von .
Schritt 6.12
Da auf der rechten Seite der Gleichung ist, vertausche die Seiten, sodass es auf der linken Seite ist.
Schritt 6.13
Teile jeden Ausdruck in durch und vereinfache.
Schritt 6.13.1
Teile jeden Ausdruck in durch .
Schritt 6.13.2
Vereinfache die linke Seite.
Schritt 6.13.2.1
Kürze den gemeinsamen Faktor von .
Schritt 6.13.2.1.1
Kürze den gemeinsamen Faktor.
Schritt 6.13.2.1.2
Dividiere durch .
Schritt 6.13.3
Vereinfache die rechte Seite.
Schritt 6.13.3.1
Dividiere durch .
Schritt 7
Schritt 7.1
Der Definitionsbereich umfasst alle reellen Zahlen, ausgenommen jene, für die der Ausdruck nicht definiert ist. In diesem Fall gibt es keine reellen Zahlen, für die der Ausdruck nicht definiert 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
Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.
Schritt 10.2
Vereinfache jeden Term.
Schritt 10.2.1
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.2.2
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.2.4
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 10.2.5
Mutltipliziere mit .
Schritt 10.3
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 10.3.1
Addiere und .
Schritt 10.3.2
Dividiere durch .
Schritt 11
ist ein lokales Minimum, weil der Wert der zweiten Ableitung positiv ist. Dies wird auch der Prüfung der zweiten Ableitung genannt.
ist ein lokales Minimum
Schritt 12
Schritt 12.1
Ersetze in dem Ausdruck die Variable durch .
Schritt 12.2
Vereinfache das Ergebnis.
Schritt 12.2.1
Vereinfache den Zähler.
Schritt 12.2.1.1
Faktorisiere aus heraus.
Schritt 12.2.1.2
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 12.2.1.3
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.1.4
Alles, was mit potenziert wird, ist .
Schritt 12.2.1.5
Addiere und .
Schritt 12.2.2
Vereinfache den Ausdruck.
Schritt 12.2.2.1
Mutltipliziere mit .
Schritt 12.2.2.2
Dividiere durch .
Schritt 12.2.3
Die endgültige Lösung ist .
Schritt 13
Dies sind die lokalen Extrema für .
ist ein lokales Minimum
Schritt 14