Analysis Beispiele

$x^{2} \cdot e^{x^{3}}$

Schritt 1

Schreibe $x^{2} \cdot e^{x^{3}}$ als Funktion.

$f (x) = x^{2} \cdot e^{x^{3}}$

Schritt 2

Die Funktion $F (x)$ kann bestimmt werden, indem das unbestimmte Integral der Ableitung $f (x)$ ermittelt wird.

$F (x) = \int f (x) d x$

Schritt 3

Stelle das Integral auf, um zu lösen.

$F (x) = \int x^{2} \cdot e^{x^{3}} d x$

Schritt 4

Sei $u_{2} = e^{x^{3}}$ . Dann ist $d u_{2} = 3 x^{2} e^{x^{3}} d x$ , folglich $\frac{1}{3} d u_{2} = x^{2} e^{x^{3}} d x$ . Forme um unter Verwendung von $u_{2}$ und $d$ $u_{2}$ .

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Schritt 4.1

Es sei $u_{2} = e^{x^{3}}$ . Ermittle $\frac{d u_{2}}{d x}$ .

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Schritt 4.1.1

Differenziere $e^{x^{3}}$ .

$\frac{d}{d x} [e^{x^{3}}]$

Schritt 4.1.2

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

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Schritt 4.1.2.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{1}$ durch $x^{3}$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Schritt 4.1.2.2

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ gleich $a^{u_{1}} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

$e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Schritt 4.1.2.3

Ersetze alle $u_{1}$ durch $x^{3}$ .

$e^{x^{3}} \frac{d}{d x} [x^{3}]$

Schritt 4.1.3

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

$e^{x^{3}} (3 x^{2})$

Schritt 4.1.4

Vereinfache.

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Schritt 4.1.4.1

Stelle die Faktoren von $e^{x^{3}} (3 x^{2})$ um.

$3 e^{x^{3}} x^{2}$

Schritt 4.1.4.2

Stelle die Faktoren in $3 e^{x^{3}} x^{2}$ um.

$3 x^{2} e^{x^{3}}$

Schritt 4.2

Schreibe die Aufgabe mithlfe von $u_{2}$ und $d u_{2}$ neu.

$\int \frac{1}{3} d u_{2}$

Schritt 5

Wende die Konstantenregel an.

$\frac{1}{3} u_{2} + C$

Schritt 6

Ersetze alle $u_{2}$ durch $e^{x^{3}}$ .

$\frac{1}{3} e^{x^{3}} + C$

Schritt 7

Die Lösung ist die Stammfunktion der Funktion $f (x) = x^{2} \cdot e^{x^{3}}$ .

$F (x) =$ $\frac{1}{3} e^{x^{3}} + C$