Analysis Beispiele

$\int \frac{1}{\sqrt{5 x + 8}} d x$

Schritt 1

Sei $u = 5 x + 8$ . Dann ist $d u = 5 d x$ , folglich $\frac{1}{5} d u = d x$ . Forme um unter Verwendung von $u$ und $d$ $u$ .

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Schritt 1.1

Es sei $u = 5 x + 8$ . Ermittle $\frac{d u}{d x}$ .

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Schritt 1.1.1

Differenziere $5 x + 8$ .

$\frac{d}{d x} [5 x + 8]$

Schritt 1.1.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $5 x + 8$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [5 x] + \frac{d}{d x} [8]$ .

$\frac{d}{d x} [5 x] + \frac{d}{d x} [8]$

Schritt 1.1.3

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

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Schritt 1.1.3.1

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

$5 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [8]$

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 $n = 1$ .

$5 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [8]$

Schritt 1.1.3.3

Mutltipliziere $5$ mit $1$ .

$5 + \frac{d}{d x} [8]$

Schritt 1.1.4

Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.

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Schritt 1.1.4.1

Da $8$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $8$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$5 + 0$

Schritt 1.1.4.2

Addiere $5$ und $0$ .

$5$

Schritt 1.2

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

$\int \frac{1}{\sqrt{u}} \cdot \frac{1}{5} d u$

Schritt 2

Vereinfache.

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Schritt 2.1

Mutltipliziere $\frac{1}{\sqrt{u}}$ mit $\frac{1}{5}$ .

$\int \frac{1}{\sqrt{u} \cdot 5} d u$

Schritt 2.2

Bringe $5$ auf die linke Seite von $\sqrt{u}$ .

$\int \frac{1}{5 \sqrt{u}} d u$

Schritt 3

Da $\frac{1}{5}$ konstant bezüglich $u$ ist, ziehe $\frac{1}{5}$ aus dem Integral.

$\frac{1}{5} \int \frac{1}{\sqrt{u}} d u$

Schritt 4

Wende die grundlegenden Potenzregeln an.

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Schritt 4.1

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

$\frac{1}{5} \int \frac{1}{u^{\frac{1}{2}}} d u$

Schritt 4.2

Bringe $u^{\frac{1}{2}}$ aus dem Nenner durch Potenzieren mit $- 1$ .

$\frac{1}{5} \int {(u^{\frac{1}{2}})}^{- 1} d u$

Schritt 4.3

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

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Schritt 4.3.1

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

$\frac{1}{5} \int u^{\frac{1}{2} \cdot - 1} d u$

Schritt 4.3.2

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

$\frac{1}{5} \int u^{\frac{- 1}{2}} d u$

Schritt 4.3.3

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{1}{5} \int u^{- \frac{1}{2}} d u$

Schritt 5

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

$\frac{1}{5} (2 u^{\frac{1}{2}} + C)$

Schritt 6

Vereinfache.

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Schritt 6.1

Schreibe $\frac{1}{5} (2 u^{\frac{1}{2}} + C)$ als $\frac{1}{5} \cdot 2 u^{\frac{1}{2}} + C$ um.

$\frac{1}{5} \cdot 2 u^{\frac{1}{2}} + C$

Schritt 6.2

Schreibe $\frac{1}{5} \cdot 2 u^{\frac{1}{2}} + C$ als $\frac{2}{5} u^{\frac{1}{2}} + C$ um.

$\frac{2}{5} u^{\frac{1}{2}} + C$

Schritt 7

Ersetze alle $u$ durch $5 x + 8$ .

$\frac{2}{5} {(5 x + 8)}^{\frac{1}{2}} + C$