Analysis Beispiele

$y = \frac{5 + \tan (x)}{2 x + e^{x}}$

Schritt 1

Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ gleich $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ ist mit $f (x) = 5 + \tan (x)$ und $g (x) = 2 x + e^{x}$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \frac{d}{d x} [5 + \tan (x)] - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 2

Differenziere.

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Schritt 2.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $5 + \tan (x)$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [5] + \frac{d}{d x} [\tan (x)]$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) (\frac{d}{d x} [5] + \frac{d}{d x} [\tan (x)]) - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 2.2

Da $5$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $5$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) (0 + \frac{d}{d x} [\tan (x)]) - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 2.3

Addiere $0$ und $\frac{d}{d x} [\tan (x)]$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \frac{d}{d x} [\tan (x)] - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 3

Die Ableitung von $\tan (x)$ nach $x$ ist $\sec^{2} (x)$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) \frac{d}{d x} [2 x + e^{x}]}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 4

Differenziere.

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Schritt 4.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $2 x + e^{x}$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [e^{x}]$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 4.2

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 4.3

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

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 4.4

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 + \frac{d}{d x} [e^{x}])}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 5

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ gleich $a^{x} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

$\frac{(2 x + e^{x}) \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6

Vereinfache.

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Schritt 6.1

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - (5 + \tan (x)) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6.2

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) + (- 1 \cdot 5 - \tan (x)) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6.3

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 6.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 6.3.1.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $5$ .

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) + (- 5 - \tan (x)) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6.3.1.2

Multipliziere $(- 5 - \tan (x)) (2 + e^{x})$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 6.3.1.2.1

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 5 (2 + e^{x}) - \tan (x) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6.3.1.2.2

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 5 \cdot 2 - 5 e^{x} - \tan (x) (2 + e^{x})}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6.3.1.2.3

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 5 \cdot 2 - 5 e^{x} - \tan (x) \cdot 2 - \tan (x) e^{x}}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6.3.1.3

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 6.3.1.3.1

Mutltipliziere $- 5$ mit $2$ .

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 10 - 5 e^{x} - \tan (x) \cdot 2 - \tan (x) e^{x}}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6.3.1.3.2

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 10 - 5 e^{x} - 2 \tan (x) - \tan (x) e^{x}}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6.3.2

Stelle die Faktoren in $2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 10 - 5 e^{x} - 2 \tan (x) - \tan (x) e^{x}$ um.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - 10 - 5 e^{x} - 2 \tan (x) - e^{x} \tan (x)}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$

Schritt 6.4

Stelle die Terme um.

$\frac{2 x \sec^{2} (x) + e^{x} \sec^{2} (x) - e^{x} \tan (x) - 10 - 5 e^{x} - 2 \tan (x)}{{(2 x + e^{x})}^{2}}$