Analysis Beispiele

$f (x) = \sqrt{4 x + 36}$ ; $x = 0$

Schritt 1

Bestimme den entsprechenden $y$ -Wert zu $x = 0$ .

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Schritt 1.1

Setze $0$ für $x$ ein.

$y = \sqrt{4 (0) + 36}$

Schritt 1.2

Vereinfache $\sqrt{4 (0) + 36}$ .

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Schritt 1.2.1

Mutltipliziere $4$ mit $0$ .

$y = \sqrt{0 + 36}$

Schritt 1.2.2

Addiere $0$ und $36$ .

$y = \sqrt{36}$

Schritt 1.2.3

Schreibe $36$ als $6^{2}$ um.

$y = \sqrt{6^{2}}$

Schritt 1.2.4

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus unter der Annahme positiver reeller Zahlen.

$y = 6$

Schritt 2

Finde die erste Ableitung und werte sie bei $x = 0$ und $y = 6$ aus, um die Steigung der Tangentenlinie zu finden.

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Schritt 2.1

Schreibe $\frac{d}{d x} [\sqrt{4 x + 36}]$ als $\frac{d}{d x} [2 \sqrt{x + 9}]$ um.

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Schritt 2.1.1

Schreibe $4 x + 36$ als $2^{2} (x + 9)$ um.

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Schritt 2.1.1.1

Faktorisiere $4$ aus $4 x$ heraus.

$\frac{d}{d x} [\sqrt{4 (x) + 36}]$

Schritt 2.1.1.2

Faktorisiere $4$ aus $36$ heraus.

$\frac{d}{d x} [\sqrt{4 (x) + 4 (9)}]$

Schritt 2.1.1.3

Faktorisiere $4$ aus $4 (x) + 4 (9)$ heraus.

$\frac{d}{d x} [\sqrt{4 (x + 9)}]$

Schritt 2.1.1.4

Schreibe $4$ als $2^{2}$ um.

$\frac{d}{d x} [\sqrt{2^{2} (x + 9)}]$

Schritt 2.1.2

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.

$\frac{d}{d x} [2 \sqrt{x + 9}]$

Schritt 2.2

Differenziere unter Anwendung der Faktorregel.

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Schritt 2.2.1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{x + 9}$ als ${(x + 9)}^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

$\frac{d}{d x} [2 {(x + 9)}^{\frac{1}{2}}]$

Schritt 2.2.2

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 {(x + 9)}^{\frac{1}{2}}$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [{(x + 9)}^{\frac{1}{2}}]$ .

$2 \frac{d}{d x} [{(x + 9)}^{\frac{1}{2}}]$

Schritt 2.3

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 $g (x) = x + 9$ .

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Schritt 2.3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $x + 9$ .

$2 (\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.3.2

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

$2 (\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.3.3

Ersetze alle $u$ durch $x + 9$ .

$2 (\frac{1}{2} {(x + 9)}^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.4

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

$2 (\frac{1}{2} {(x + 9)}^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.5

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

$2 (\frac{1}{2} {(x + 9)}^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.6

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$2 (\frac{1}{2} {(x + 9)}^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.7

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 2.7.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$2 (\frac{1}{2} {(x + 9)}^{\frac{1 - 2}{2}} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.7.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

$2 (\frac{1}{2} {(x + 9)}^{\frac{- 1}{2}} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.8

Vereinfache Terme.

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Schritt 2.8.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$2 (\frac{1}{2} {(x + 9)}^{- \frac{1}{2}} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.8.2

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und ${(x + 9)}^{- \frac{1}{2}}$ .

$2 (\frac{{(x + 9)}^{- \frac{1}{2}}}{2} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.8.3

Bringe ${(x + 9)}^{- \frac{1}{2}}$ in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$2 (\frac{1}{2 {(x + 9)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x + 9])$

Schritt 2.8.4

Kombiniere $\frac{1}{2 {(x + 9)}^{\frac{1}{2}}}$ und $2$ .

$\frac{2}{2 {(x + 9)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x + 9]$

Schritt 2.8.5

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2}{2 {(x + 9)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x + 9]$

Schritt 2.8.6

Forme den Ausdruck um.

$\frac{1}{{(x + 9)}^{\frac{1}{2}}} \frac{d}{d x} [x + 9]$

Schritt 2.9

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x + 9$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [9]$ .

$\frac{1}{{(x + 9)}^{\frac{1}{2}}} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [9])$

Schritt 2.10

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

$\frac{1}{{(x + 9)}^{\frac{1}{2}}} (1 + \frac{d}{d x} [9])$

Schritt 2.11

Da $9$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $9$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\frac{1}{{(x + 9)}^{\frac{1}{2}}} (1 + 0)$

Schritt 2.12

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 2.12.1

Addiere $1$ und $0$ .

$\frac{1}{{(x + 9)}^{\frac{1}{2}}} \cdot 1$

Schritt 2.12.2

Mutltipliziere $\frac{1}{{(x + 9)}^{\frac{1}{2}}}$ mit $1$ .

$\frac{1}{{(x + 9)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 2.13

Bestimme die Ableitung bei $x = 0$ .

$\frac{1}{{((0) + 9)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 2.14

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 2.14.1

Addiere $0$ und $9$ .

$\frac{1}{9^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 2.14.2

Schreibe $9$ als $3^{2}$ um.

$\frac{1}{{(3^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 2.14.3

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

$\frac{1}{3^{2 (\frac{1}{2})}}$

Schritt 2.14.4

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 2.14.4.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{1}{3^{2 (\frac{1}{2})}}$

Schritt 2.14.4.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{1}{3^{1}}$

Schritt 2.14.5

Berechne den Exponenten.

$\frac{1}{3}$

Schritt 3

Steigung und Punktwerte in die Punkt-Steigungs-Formel einfügen und für $y$ lösen.

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Schritt 3.1

Benutze die Steigung $\frac{1}{3}$ und einen gegebenen Punkt $(0, 6)$ , um $x_{1}$ und $y_{1}$ in der Punkt-Steigungs-Form $y - y_{1} = m (x - x_{1})$ zu substituieren, welche von der Gleichung für die Steigung $m = \frac{y_{2} - y_{1}}{x_{2} - x_{1}}$ abgeleitet ist.

$y - (6) = \frac{1}{3} \cdot (x - (0))$

Schritt 3.2

Vereinfache die Gleichung und behalte die Punkt-Richtungs-Form bei.

$y - 6 = \frac{1}{3} \cdot (x + 0)$

Schritt 3.3

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 3.3.1

Vereinfache $\frac{1}{3} \cdot (x + 0)$ .

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Schritt 3.3.1.1

Addiere $x$ und $0$ .

$y - 6 = \frac{1}{3} \cdot x$

Schritt 3.3.1.2

Kombiniere $\frac{1}{3}$ und $x$ .

$y - 6 = \frac{x}{3}$

Schritt 3.3.2

Addiere $6$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$y = \frac{x}{3} + 6$

Schritt 3.3.3

Stelle die Terme um.

$y = \frac{1}{3} x + 6$

Schritt 4