Analysis Beispiele

$\int x^{5} \sqrt{2 x^{6} + 3} d x$

Schritt 1

Sei $u = 2 x^{6} + 3$ . Dann ist $d u = 12 x^{5} d x$ , folglich $\frac{1}{12} d u = x^{5} d x$ . Forme um unter Verwendung von $u$ und $d$ $u$ .

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Schritt 1.1

Es sei $u = 2 x^{6} + 3$ . Ermittle $\frac{d u}{d x}$ .

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Schritt 1.1.1

Differenziere $2 x^{6} + 3$ .

$\frac{d}{d x} [2 x^{6} + 3]$

Schritt 1.1.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $2 x^{6} + 3$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [2 x^{6}] + \frac{d}{d x} [3]$ .

$\frac{d}{d x} [2 x^{6}] + \frac{d}{d x} [3]$

Schritt 1.1.3

Berechne $\frac{d}{d x} [2 x^{6}]$ .

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Schritt 1.1.3.1

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x^{6}$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x^{6}]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x^{6}] + \frac{d}{d x} [3]$

Schritt 1.1.3.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 6$ .

$2 (6 x^{5}) + \frac{d}{d x} [3]$

Schritt 1.1.3.3

Mutltipliziere $6$ mit $2$ .

$12 x^{5} + \frac{d}{d x} [3]$

Schritt 1.1.4

Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.

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Schritt 1.1.4.1

Da $3$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $3$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$12 x^{5} + 0$

Schritt 1.1.4.2

Addiere $12 x^{5}$ und $0$ .

$12 x^{5}$

Schritt 1.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u$ und $d u$ neu.

$\int \sqrt{u} \frac{1}{12} d u$

Schritt 2

Kombiniere $\sqrt{u}$ und $\frac{1}{12}$ .

$\int \frac{\sqrt{u}}{12} d u$

Schritt 3

Da $\frac{1}{12}$ konstant bezüglich $u$ ist, ziehe $\frac{1}{12}$ aus dem Integral.

$\frac{1}{12} \int \sqrt{u} d u$

Schritt 4

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{u}$ als $u^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

$\frac{1}{12} \int u^{\frac{1}{2}} d u$

Schritt 5

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $u^{\frac{1}{2}}$ nach $u$ gleich $\frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}}$ .

$\frac{1}{12} (\frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}} + C)$

Schritt 6

Vereinfache.

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Schritt 6.1

Schreibe $\frac{1}{12} (\frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}} + C)$ als $\frac{1}{12} \cdot \frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}} + C$ um.

$\frac{1}{12} \cdot \frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}} + C$

Schritt 6.2

Schreibe $\frac{1}{12} \cdot \frac{2}{3} u^{\frac{3}{2}} + C$ als $\frac{1}{18} u^{\frac{3}{2}} + C$ um.

$\frac{1}{18} u^{\frac{3}{2}} + C$

Schritt 7

Ersetze alle $u$ durch $2 x^{6} + 3$ .

$\frac{1}{18} {(2 x^{6} + 3)}^{\frac{3}{2}} + C$