Analysis Beispiele

$\sqrt[3]{x} - \frac{1}{\sqrt[3]{x}}$

Schritt 1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $\sqrt[3]{x} - \frac{1}{\sqrt[3]{x}}$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [\sqrt[3]{x}] + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$ .

$\frac{d}{d x} [\sqrt[3]{x}] + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$

Schritt 2

Berechne $\frac{d}{d x} [\sqrt[3]{x}]$ .

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Schritt 2.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt[3]{x}$ als $x^{\frac{1}{3}}$ neu zu schreiben.

$\frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}] + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$

Schritt 2.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = \frac{1}{3}$ .

$\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1} + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$

Schritt 2.3

Um $- 1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{3}{3}$ .

$\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}} + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$

Schritt 2.4

Kombiniere $- 1$ und $\frac{3}{3}$ .

$\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}} + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$

Schritt 2.5

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 1 \cdot 3}{3}} + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$

Schritt 2.6

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 2.6.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $3$ .

$\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 3}{3}} + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$

Schritt 2.6.2

Subtrahiere $3$ von $1$ .

$\frac{1}{3} x^{\frac{- 2}{3}} + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$

Schritt 2.7

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$

Schritt 3

Berechne $\frac{d}{d x} [- \frac{1}{\sqrt[3]{x}}]$ .

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Schritt 3.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt[3]{x}$ als $x^{\frac{1}{3}}$ neu zu schreiben.

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} + \frac{d}{d x} [- \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}]$

Schritt 3.2

Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ gleich $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ ist mit $f (x) = - 1$ und $g (x) = \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}] + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \frac{d}{d x} [- 1]$

Schritt 3.3

Schreibe $\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}$ als ${(x^{\frac{1}{3}})}^{- 1}$ um.

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - \frac{d}{d x} [{(x^{\frac{1}{3}})}^{- 1}] + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \frac{d}{d x} [- 1]$

Schritt 3.4

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{- 1}$ und $g (x) = x^{\frac{1}{3}}$ .

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Schritt 3.4.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $x^{\frac{1}{3}}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (\frac{d}{d u} [u^{- 1}] \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}]) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \frac{d}{d x} [- 1]$

Schritt 3.4.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ gleich $n u^{n - 1}$ ist mit $n = - 1$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- u^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}]) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \frac{d}{d x} [- 1]$

Schritt 3.4.3

Ersetze alle $u$ durch $x^{\frac{1}{3}}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- {(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{3}}]) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \frac{d}{d x} [- 1]$

Schritt 3.5

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = \frac{1}{3}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- {(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \frac{d}{d x} [- 1]$

Schritt 3.6

Da $- 1$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 1$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- {(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.7

Multipliziere die Exponenten in ${(x^{\frac{1}{3}})}^{- 2}$ .

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Schritt 3.7.1

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{\frac{1}{3} \cdot - 2} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.7.2

Kombiniere $\frac{1}{3}$ und $- 2$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{\frac{- 2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.7.3

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.8

Um $- 1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{3}{3}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} - 1 \cdot \frac{3}{3}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.9

Kombiniere $- 1$ und $\frac{3}{3}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1}{3} + \frac{- 1 \cdot 3}{3}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.10

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 1 \cdot 3}{3}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.11

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 3.11.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $3$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{1 - 3}{3}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.11.2

Subtrahiere $3$ von $1$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{\frac{- 2}{3}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.12

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{- \frac{2}{3}} (\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}})) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.13

Kombiniere $\frac{1}{3}$ und $x^{- \frac{2}{3}}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - (- x^{- \frac{2}{3}} \frac{x^{- \frac{2}{3}}}{3}) + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.14

Kombiniere $\frac{x^{- \frac{2}{3}}}{3}$ und $x^{- \frac{2}{3}}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - - \frac{x^{- \frac{2}{3}} x^{- \frac{2}{3}}}{3} + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.15

Multipliziere $x^{- \frac{2}{3}}$ mit $x^{- \frac{2}{3}}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 3.15.1

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - - \frac{x^{- \frac{2}{3} - \frac{2}{3}}}{3} + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.15.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - - \frac{x^{\frac{- 2 - 2}{3}}}{3} + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.15.3

Subtrahiere $2$ von $- 2$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - - \frac{x^{\frac{- 4}{3}}}{3} + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.15.4

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - - \frac{x^{- \frac{4}{3}}}{3} + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.16

Bringe $x^{- \frac{4}{3}}$ in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} - - \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.17

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} + 1 \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.18

Mutltipliziere $\frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$ mit $1$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} + \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}} + \frac{1}{x^{\frac{1}{3}}} \cdot 0$

Schritt 3.19

Mutltipliziere $\frac{1}{x^{\frac{1}{3}}}$ mit $0$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} + \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}} + 0$

Schritt 3.20

Addiere $\frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$ und $0$ .

$\frac{1}{3} x^{- \frac{2}{3}} + \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$

Schritt 4

Vereinfache.

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Schritt 4.1

Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$\frac{1}{3} \cdot \frac{1}{x^{\frac{2}{3}}} + \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$

Schritt 4.2

Mutltipliziere $\frac{1}{3}$ mit $\frac{1}{x^{\frac{2}{3}}}$ .

$\frac{1}{3 x^{\frac{2}{3}}} + \frac{1}{3 x^{\frac{4}{3}}}$