Analysis Beispiele

$f (x) = \frac{x^{3} + x + 4}{2 x}$

Schritt 1

Da $\frac{1}{2}$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $\frac{x^{3} + x + 4}{2 x}$ nach $x$ gleich $\frac{1}{2} \frac{d}{d x} [\frac{x^{3} + x + 4}{x}]$ .

$\frac{1}{2} \frac{d}{d x} [\frac{x^{3} + x + 4}{x}]$

Schritt 2

Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ gleich $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ ist mit $f (x) = x^{3} + x + 4$ und $g (x) = x$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{x \frac{d}{d x} [x^{3} + x + 4] - (x^{3} + x + 4) \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Schritt 3

Differenziere.

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Schritt 3.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x^{3} + x + 4$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [4]$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{x (\frac{d}{d x} [x^{3}] + \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [4]) - (x^{3} + x + 4) \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Schritt 3.2

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

$\frac{1}{2} \cdot \frac{x (3 x^{2} + \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [4]) - (x^{3} + x + 4) \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Schritt 3.3

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

$\frac{1}{2} \cdot \frac{x (3 x^{2} + 1 + \frac{d}{d x} [4]) - (x^{3} + x + 4) \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Schritt 3.4

Da $4$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $4$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{x (3 x^{2} + 1 + 0) - (x^{3} + x + 4) \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Schritt 3.5

Addiere $3 x^{2} + 1$ und $0$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{x (3 x^{2} + 1) - (x^{3} + x + 4) \frac{d}{d x} [x]}{x^{2}}$

Schritt 3.6

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

$\frac{1}{2} \cdot \frac{x (3 x^{2} + 1) - (x^{3} + x + 4) \cdot 1}{x^{2}}$

Schritt 3.7

Kombiniere Brüche.

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Schritt 3.7.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$\frac{1}{2} \cdot \frac{x (3 x^{2} + 1) - (x^{3} + x + 4)}{x^{2}}$

Schritt 3.7.2

Mutltipliziere $\frac{1}{2}$ mit $\frac{x (3 x^{2} + 1) - (x^{3} + x + 4)}{x^{2}}$ .

$\frac{x (3 x^{2} + 1) - (x^{3} + x + 4)}{2 x^{2}}$

Schritt 4

Vereinfache.

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Schritt 4.1

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{x (3 x^{2}) + x \cdot 1 - (x^{3} + x + 4)}{2 x^{2}}$

Schritt 4.2

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{x (3 x^{2}) + x \cdot 1 - x^{3} - x - 1 \cdot 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 4.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 4.3.1.1

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$\frac{3 x \cdot x^{2} + x \cdot 1 - x^{3} - x - 1 \cdot 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3.1.2

Multipliziere $x$ mit $x^{2}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 4.3.1.2.1

Bewege $x^{2}$ .

$\frac{3 (x^{2} x) + x \cdot 1 - x^{3} - x - 1 \cdot 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3.1.2.2

Mutltipliziere $x^{2}$ mit $x$ .

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Schritt 4.3.1.2.2.1

Potenziere $x$ mit $1$ .

$\frac{3 (x^{2} x^{1}) + x \cdot 1 - x^{3} - x - 1 \cdot 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3.1.2.2.2

Wende die Exponentenregel $a^{m} a^{n} = a^{m + n}$ an, um die Exponenten zu kombinieren.

$\frac{3 x^{2 + 1} + x \cdot 1 - x^{3} - x - 1 \cdot 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3.1.2.3

Addiere $2$ und $1$ .

$\frac{3 x^{3} + x \cdot 1 - x^{3} - x - 1 \cdot 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3.1.3

Mutltipliziere $x$ mit $1$ .

$\frac{3 x^{3} + x - x^{3} - x - 1 \cdot 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3.1.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $4$ .

$\frac{3 x^{3} + x - x^{3} - x - 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3.2

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $3 x^{3} + x - x^{3} - x - 4$ .

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Schritt 4.3.2.1

Subtrahiere $x$ von $x$ .

$\frac{3 x^{3} - x^{3} + 0 - 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3.2.2

Addiere $3 x^{3} - x^{3}$ und $0$ .

$\frac{3 x^{3} - x^{3} - 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.3.3

Subtrahiere $x^{3}$ von $3 x^{3}$ .

$\frac{2 x^{3} - 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.4

Kürze den gemeinsamen Teiler von $2 x^{3} - 4$ und $2$ .

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Schritt 4.4.1

Faktorisiere $2$ aus $2 x^{3}$ heraus.

$\frac{2 (x^{3}) - 4}{2 x^{2}}$

Schritt 4.4.2

Faktorisiere $2$ aus $- 4$ heraus.

$\frac{2 (x^{3}) + 2 \cdot - 2}{2 x^{2}}$

Schritt 4.4.3

Faktorisiere $2$ aus $2 (x^{3}) + 2 (- 2)$ heraus.

$\frac{2 (x^{3} - 2)}{2 x^{2}}$

Schritt 4.4.4

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 4.4.4.1

Faktorisiere $2$ aus $2 x^{2}$ heraus.

$\frac{2 (x^{3} - 2)}{2 (x^{2})}$

Schritt 4.4.4.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 (x^{3} - 2)}{2 x^{2}}$

Schritt 4.4.4.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{x^{3} - 2}{x^{2}}$