Analysis Beispiele

$\sqrt{x + 3 y} = 5 x$

Schritt 1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{x + 3 y}$ als ${(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

${(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 x$

Schritt 2

Differenziere beide Seiten der Gleichung.

$\frac{d}{d x} ({(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}) = \frac{d}{d x} (5 x)$

Schritt 3

Differenziere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 3.1

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ und $g (x) = x + 3 y$ .

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Schritt 3.1.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $x + 3 y$ .

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

Schritt 3.1.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u} [u^{n}]$ gleich $n u^{n - 1}$ ist mit $n = \frac{1}{2}$ .

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

Schritt 3.1.3

Ersetze alle $u$ durch $x + 3 y$ .

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

Schritt 3.2

Um $- 1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{2}{2}$ .

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

Schritt 3.3

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

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

Schritt 3.4

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 3.5

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 3.5.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

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

Schritt 3.5.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

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

Schritt 3.6

Kombiniere Brüche.

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Schritt 3.6.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 3.6.2

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und ${(x + 3 y)}^{- \frac{1}{2}}$ .

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

Schritt 3.6.3

Bringe ${(x + 3 y)}^{- \frac{1}{2}}$ in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

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

Schritt 3.7

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

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

Schritt 3.8

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

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

Schritt 3.9

Da $3$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $3 y$ nach $x$ gleich $3 \frac{d}{d x} [y]$ .

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

Schritt 3.10

Schreibe $\frac{d}{d x} [y]$ als $y'$ um.

$\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (1 + 3 y')$

Schritt 3.11

Vereinfache.

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Schritt 3.11.1

Stelle die Faktoren von $\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (1 + 3 y')$ um.

$(1 + 3 y') \frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 3.11.2

Mutltipliziere $1 + 3 y'$ mit $\frac{1}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 4

Differenziere die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 4.1

Da $5$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $5 x$ nach $x$ gleich $5 \frac{d}{d x} [x]$ .

$5 \frac{d}{d x} [x]$

Schritt 4.2

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

$5 \cdot 1$

Schritt 4.3

Mutltipliziere $5$ mit $1$ .

$5$

Schritt 5

Forme die Gleichung um durch Gleichsetzen der linken Seite mit der rechten Seite.

$\frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} = 5$

Schritt 6

Löse nach $y'$ auf.

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Schritt 6.1

Multipliziere beide Seiten mit $2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}) = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Schritt 6.2

Vereinfache.

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Schritt 6.2.1

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 6.2.1.1

Vereinfache $\frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$ .

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Schritt 6.2.1.1.1

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$2 \frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Schritt 6.2.1.1.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 6.2.1.1.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$2 \frac{1 + 3 y'}{2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Schritt 6.2.1.1.2.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{1 + 3 y'}{{(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Schritt 6.2.1.1.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von ${(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}$ .

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Schritt 6.2.1.1.3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{1 + 3 y'}{{(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}} {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Schritt 6.2.1.1.3.2

Forme den Ausdruck um.

$1 + 3 y' = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Schritt 6.2.1.1.4

Stelle $1$ und $3 y'$ um.

$3 y' + 1 = 5 (2 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}})$

Schritt 6.2.2

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 6.2.2.1

Mutltipliziere $2$ mit $5$ .

$3 y' + 1 = 10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}$

Schritt 6.3

Löse nach $y'$ auf.

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Schritt 6.3.1

Subtrahiere $1$ von beiden Seiten der Gleichung.

$3 y' = 10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1$

Schritt 6.3.2

Teile jeden Ausdruck in $3 y' = 10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1$ durch $3$ und vereinfache.

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Schritt 6.3.2.1

Teile jeden Ausdruck in $3 y' = 10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1$ durch $3$ .

$\frac{3 y'}{3} = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}{3} + \frac{- 1}{3}$

Schritt 6.3.2.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 6.3.2.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von $3$ .

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Schritt 6.3.2.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{3 y'}{3} = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}{3} + \frac{- 1}{3}$

Schritt 6.3.2.2.1.2

Dividiere $y'$ durch $1$ .

$y' = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}{3} + \frac{- 1}{3}$

Schritt 6.3.2.3

Vereinfache die rechte Seite.

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Schritt 6.3.2.3.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$y' = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}}}{3} - \frac{1}{3}$

Schritt 6.3.2.3.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$y' = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1}{3}$

Schritt 7

Ersetze $y'$ durch $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = \frac{10 {(x + 3 y)}^{\frac{1}{2}} - 1}{3}$