Warum hat die erste Ableitung dort Extremstellen, wo die ursprüngliche Funktion Wendestellen hat?

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Warum hat die erste Ableitung dort Extremstellen, wo die ursprüngliche Funktion Wendestellen hat?

Antwort

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Accepted Answer

Die erste Ableitung einer Funktion hat dort Extremstellen, wo die ursprüngliche Funktion Wendestellen hat, weil die Wendestellen der ursprünglichen Funktion die Punkte sind, an denen die Krümmung wechselt. Mathematisch ausgedrückt: Eine Wendestelle einer Funktion \( f(x) \) ist ein Punkt, an dem die zweite Ableitung \( f''(x) \) das Vorzeichen wechselt. An diesen Punkten ist die erste Ableitung \( f'(x) \) maximal oder minimal, weil die Steigung der Tangente (die durch \( f'(x) \) beschrieben wird) dort am stärksten zunimmt oder abnimmt. Zusammengefasst: An einer Wendestelle von \( f(x) \) hat \( f'(x) \) ein Extremum, weil die Änderungsrate der Steigung (beschrieben durch \( f''(x) \)) dort null ist und das Vorzeichen wechselt.

Accepted Answer

Um die Ableitung der Funktion \( f(x) = \frac{ax}{x + b} \) zu bestimmen, kannst du die Quotientenregel anwenden. Die Quotientenregel besagt, dass die Ableitung einer Funktion der Form \( \frac{u}{v}... [mehr]

Accepted Answer

Um die Ableitung der Funktion \( f(x) = \frac{ax}{x + b} \) zu bestimmen, kannst du die Quotientenregel anwenden. Die Quotientenregel besagt, dass die Ableitung einer Funktion der Form \( \frac{u}{v} \) gegeben ist durch: \[ f'(x) = \frac{u'v - uv'}{v^2} \] Hier ist \( u = ax \) und \( v = x + b \). 1. Berechne die Ableitungen \( u' \) und \( v' \): - \( u' = a \) - \( v' = 1 \) 2. Setze die Werte in die Quotientenregel ein: \[ f'(x) = \frac{(a)(x + b) - (ax)(1)}{(x + b)^2} \] 3. Vereinfache den Zähler: \[ f'(x) = \frac{ax + ab - ax}{(x + b)^2} = \frac{ab}{(x + b)^2} \] Die Ableitung von \( \frac{ax}{x + b} \) ist also: \[ f'(x) = \frac{ab}{(x + b)^2} \]

Accepted Answer

Die Ableitung der Funktion \( f(x) = 4,89^x \) kann mit der Exponentialregel abgeleitet werden. Die Ableitung ist gegeben durch: \[ f'() = 4,89^x \cdot \ln(4,89) \] Hierbei ist \( \ln(4,89) \)... [mehr]

Accepted Answer

Die Ableitung der Funktion \( f(x) = 4,89^x \) kann mit der Exponentialregel abgeleitet werden. Die Ableitung ist gegeben durch: \[ f'() = 4,89^x \cdot \ln(4,89) \] Hierbei ist \( \ln(4,89) \) der natürliche Logarithmus von 4,89.

Accepted Answer

Um die Ableitung der Funktion \( f(x) = x + \sqrt{x} \) zu bestimmen, gehen wir Schritt für Schritt vor. 1. **Identifikation der Funktionsteile**: Die Funktion besteht aus zwei Teilen: \( x \) u... [mehr]

Accepted Answer

Um die Ableitung der Funktion \( f(x) = x + \sqrt{x} \) zu bestimmen, gehen wir Schritt für Schritt vor. 1. **Identifikation der Funktionsteile**: Die Funktion besteht aus zwei Teilen: \( x \) und \( \sqrt{x} \). 2. **Ableitung der einzelnen Teile**: - Die Ableitung von \( x \) ist \( 1 \). - Die Ableitung von \( \sqrt{x} \) kann mit der Potenzregel abgeleitet werden. Zuerst schreiben wir \( \sqrt{x} \) als \( x^{1/2} \). Die Ableitung davon ist: \[ \frac{d}{dx}(x^{1/2}) = \frac{1}{2}x^{-1/2} = \frac{1}{2\sqrt{x}}. \] 3. **Zusammenführen der Ableitungen**: Jetzt addieren wir die Ableitungen der beiden Teile: \[ f'(x) = 1 + \frac{1}{2\sqrt{x}}. \] 4. **Endergebnis**: Die Ableitung der Funktion \( f(x) = x + \sqrt{x} \) ist somit: \[ f'(x) = 1 + \frac{1}{2\sqrt{x}}. \] Das ist die gesuchte Ableitung mit dem entsprechenden Lösungsweg.

Accepted Answer

Um Aussagen über die Funktion \( f(x) = e^{v(x)} \) zu machen, wobei \( v(x) = x^2 \), betrachten wir zunächst die Ableitung von \( v(x) \). 1. **Ableitung von \( v(x) \)**: \[ v... [mehr]

Accepted Answer

Um Aussagen über die Funktion \( f(x) = e^{v(x)} \) zu machen, wobei \( v(x) = x^2 \), betrachten wir zunächst die Ableitung von \( v(x) \). 1. **Ableitung von \( v(x) \)**: \[ v'(x) = \frac{d}{dx}(x^2) = 2x \] 2. **Ableitung von \( f(x) \)**: Um die Ableitung von \( f(x) \) zu bestimmen, verwenden wir die Kettenregel: \[ f'(x) = \frac{d}{dx}(e^{v(x)}) = e^{v(x)} \cdot v'(x) = e^{x^2} \cdot 2x \] 3. **Verhalten von \( f(x) \)**: - \( f(x) \) ist immer positiv, da die Exponentialfunktion \( e^{x^2} \) für alle \( x \) positiv ist. - \( f'(x) = 2x e^{x^2} \) zeigt, dass die Funktion \( f(x) \) für \( x > 0 \) wächst (da \( f'(x) > 0 \)) und für \( x < 0 \) fällt (da \( f'(x) < 0 \)). Bei \( x = 0 \) hat die Funktion einen lokalen Extrempunkt. 4. **Extrempunkte**: - Der einzige kritische Punkt ist bei \( x = 0 \). Hier hat \( f(x) \) ein Minimum, da die Funktion für \( x < 0 \) abnimmt und für \( x > 0 \) zunimmt. Zusammenfassend kann man sagen, dass \( f(x) = e^{x^2} \) eine positive Funktion ist, die bei \( x = 0 \) ein Minimum hat und für \( x < 0 \) fällt und für \( x > 0 \) steigt.

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Die Ableitung von \(0,5^x\) kann mit der Regel für die Ableitung von Exponentialfunktionen berechnet werden. Die allgemeine Form der Ableitung einer Funktion \(a^x\) ist \(a^x \cdot \ln(a)\), wob... [mehr]

Accepted Answer

Die Ableitung von \(0,5^x\) kann mit der Regel für die Ableitung von Exponentialfunktionen berechnet werden. Die allgemeine Form der Ableitung einer Funktion \(a^x\) ist \(a^x \cdot \ln(a)\), wobei \(a\) eine positive Konstante ist. Für \(0,5^x\) ergibt sich somit: \[ \frac{d}{dx}(0,5^x) = 0,5^x \cdot \ln(0,5) \] Das bedeutet, die Ableitung von \(0,5^x\) ist \(0,5^x \cdot \ln(0,5)\).

Accepted Answer

Um die dritte Ableitung der Funktion \( f(x) = (4x + 1) \cdot e^x \) zu berechnen, verwenden wir die Produktregel und die Ableitungen von \( e^x \). 1. **Erste Ableitung**: \[ f'(x) = (4x... [mehr]

Accepted Answer

Um die dritte Ableitung der Funktion \( f(x) = (4x + 1) \cdot e^x \) zu berechnen, verwenden wir die Produktregel und die Ableitungen von \( e^x \). 1. **Erste Ableitung**: \[ f'(x) = (4x + 1)' \cdot e^x + (4x + 1) \cdot (e^x)' \] \[ f'(x) = 4 \cdot e^x + (4x + 1) \cdot e^x = (4 + 4x + 1) \cdot e^x = (4x + 5) \cdot e^x \] 2. **Zweite Ableitung**: \[ f''(x) = (4x + 5)' \cdot e^x + (4x + 5) \cdot (e^x)' \] \[ f''(x) = 4 \cdot e^x + (4x + 5) \cdot e^x = (4 + 4x + 5) \cdot e^x = (4x + 9) \cdot e^x \] 3. **Dritte Ableitung**: \[ f'''(x) = (4x + 9)' \cdot e^x + (4x + 9) \cdot (e^x)' \] \[ f'''(x) = 4 \cdot e^x + (4x + 9) \cdot e^x = (4 + 4x + 9) \cdot e^x = (4x + 13) \cdot e^x \] Die dritte Ableitung von \( f(x) = (4x + 1) \cdot e^x \) ist also: \[ f'''(x) = (4x + 13) \cdot e^x \]