Analysis Beispiele

$(\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) (x^{2} + 1)$

Schritt 1

Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (x) g (x)]$ gleich $f (x) \frac{d}{d x} [g (x)] + g (x) \frac{d}{d x} [f (x)]$ ist mit $f (x) = \frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}$ und $g (x) = x^{2} + 1$ .

$(\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) \frac{d}{d x} [x^{2} + 1] + (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} [\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}]$

Schritt 2

Differenziere.

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Schritt 2.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x^{2} + 1$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]$ .

$(\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [1]) + (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} [\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}]$

Schritt 2.2

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

$(\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) (2 x + \frac{d}{d x} [1]) + (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} [\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}]$

Schritt 2.3

Da $1$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $1$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$(\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) (2 x + 0) + (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} [\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}]$

Schritt 2.4

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 2.4.1

Addiere $2 x$ und $0$ .

$(\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) (2 x) + (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} [\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}]$

Schritt 2.4.2

Bringe $2$ auf die linke Seite von $\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}$ .

$2 \cdot (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) \frac{d}{d x} [\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}]$

Schritt 2.5

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [\frac{x}{3.2}] + \frac{d}{d x} [\frac{3.2}{x}]$ .

$2 (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{d}{d x} [\frac{x}{3.2}] + \frac{d}{d x} [\frac{3.2}{x}])$

Schritt 2.6

Da $\frac{1}{3.2}$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $\frac{x}{3.2}$ nach $x$ gleich $\frac{1}{3.2} \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [\frac{3.2}{x}])$

Schritt 2.7

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

$2 (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} \cdot 1 + \frac{d}{d x} [\frac{3.2}{x}])$

Schritt 2.8

Mutltipliziere $\frac{1}{3.2}$ mit $1$ .

$2 (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} + \frac{d}{d x} [\frac{3.2}{x}])$

Schritt 2.9

Da $3.2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $\frac{3.2}{x}$ nach $x$ gleich $3.2 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}]$ .

$2 (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} + 3.2 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x}])$

Schritt 2.10

Schreibe $\frac{1}{x}$ als $x^{- 1}$ um.

$2 (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} + 3.2 \frac{d}{d x} [x^{- 1}])$

Schritt 2.11

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

$2 (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} + 3.2 (- x^{- 2}))$

Schritt 2.12

Mutltipliziere $- 1$ mit $3.2$ .

$2 (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 x^{- 2})$

Schritt 3

Vereinfache.

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Schritt 3.1

Schreibe den Ausdruck um mithilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$2 (\frac{x}{3.2} + \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.2

Wende das Distributivgesetz an.

$(2 \frac{x}{3.2} + 2 \frac{3.2}{x}) x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.3

Wende das Distributivgesetz an.

$2 \frac{x}{3.2} x + 2 \frac{3.2}{x} x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4

Vereine die Terme

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Schritt 3.4.1

Kombiniere $2$ und $\frac{x}{3.2}$ .

$\frac{2 x}{3.2} x + 2 \frac{3.2}{x} x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.2

Kombiniere $\frac{2 x}{3.2}$ und $x$ .

$\frac{2 x \cdot x}{3.2} + 2 \frac{3.2}{x} x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.3

Potenziere $x$ mit $1$ .

$\frac{2 (x^{1} x)}{3.2} + 2 \frac{3.2}{x} x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.4

Potenziere $x$ mit $1$ .

$\frac{2 (x^{1} x^{1})}{3.2} + 2 \frac{3.2}{x} x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.5

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

$\frac{2 x^{1 + 1}}{3.2} + 2 \frac{3.2}{x} x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.6

Addiere $1$ und $1$ .

$\frac{2 x^{2}}{3.2} + 2 \frac{3.2}{x} x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.7

Kombiniere $2$ und $\frac{3.2}{x}$ .

$\frac{2 x^{2}}{3.2} + \frac{2 \cdot 3.2}{x} x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.8

Mutltipliziere $2$ mit $3.2$ .

$\frac{2 x^{2}}{3.2} + \frac{6.4}{x} x + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.9

Kombiniere $\frac{6.4}{x}$ und $x$ .

$\frac{2 x^{2}}{3.2} + \frac{6.4 x}{x} + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.10

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x$ .

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Schritt 3.4.10.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 x^{2}}{3.2} + \frac{6.4 x}{x} + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.10.2

Dividiere $6.4$ durch $1$ .

$\frac{2 x^{2}}{3.2} + 6.4 + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - 3.2 \frac{1}{x^{2}})$

Schritt 3.4.11

Kombiniere $- 3.2$ und $\frac{1}{x^{2}}$ .

$\frac{2 x^{2}}{3.2} + 6.4 + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} + \frac{- 3.2}{x^{2}})$

Schritt 3.4.12

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$\frac{2 x^{2}}{3.2} + 6.4 + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - \frac{3.2}{x^{2}})$

Schritt 3.5

Stelle die Terme um.

$\frac{2 x^{2}}{3.2} + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.6.1

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

$\frac{2 (x^{2})}{3.2} + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.2

Faktorisiere $3.2$ aus $3.2$ heraus.

$\frac{2 (x^{2})}{3.2 (1)} + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.3

Separiere Brüche.

$\frac{2}{3.2} \cdot \frac{x^{2}}{1} + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.4

Dividiere $2$ durch $3.2$ .

$0.625 \frac{x^{2}}{1} + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.5

Dividiere $x^{2}$ durch $1$ .

$0.625 x^{2} + (x^{2} + 1) (\frac{1}{3.2} - \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.6

Dividiere $1$ durch $3.2$ .

$0.625 x^{2} + (x^{2} + 1) (0.3125 - \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.7

Multipliziere $(x^{2} + 1) (0.3125 - \frac{3.2}{x^{2}})$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 3.6.7.1

Wende das Distributivgesetz an.

$0.625 x^{2} + x^{2} (0.3125 - \frac{3.2}{x^{2}}) + 1 (0.3125 - \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.7.2

Wende das Distributivgesetz an.

$0.625 x^{2} + x^{2} \cdot 0.3125 + x^{2} (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 1 (0.3125 - \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.7.3

Wende das Distributivgesetz an.

$0.625 x^{2} + x^{2} \cdot 0.3125 + x^{2} (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 1 \cdot 0.3125 + 1 (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.8

Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.

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Schritt 3.6.8.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 3.6.8.1.1

Bringe $0.3125$ auf die linke Seite von $x^{2}$ .

$0.625 x^{2} + 0.3125 \cdot x^{2} + x^{2} (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 1 \cdot 0.3125 + 1 (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.8.1.2

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$0.625 x^{2} + 0.3125 x^{2} - x^{2} \frac{3.2}{x^{2}} + 1 \cdot 0.3125 + 1 (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.8.1.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x^{2}$ .

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Schritt 3.6.8.1.3.1

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

$0.625 x^{2} + 0.3125 x^{2} + x^{2} \cdot - 1 \frac{3.2}{x^{2}} + 1 \cdot 0.3125 + 1 (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.8.1.3.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$0.625 x^{2} + 0.3125 x^{2} + x^{2} \cdot - 1 \frac{3.2}{x^{2}} + 1 \cdot 0.3125 + 1 (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.8.1.3.3

Forme den Ausdruck um.

$0.625 x^{2} + 0.3125 x^{2} - 1 \cdot 3.2 + 1 \cdot 0.3125 + 1 (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.8.1.4

Mutltipliziere $- 1$ mit $3.2$ .

$0.625 x^{2} + 0.3125 x^{2} - 3.2 + 1 \cdot 0.3125 + 1 (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.8.1.5

Mutltipliziere $0.3125$ mit $1$ .

$0.625 x^{2} + 0.3125 x^{2} - 3.2 + 0.3125 + 1 (- \frac{3.2}{x^{2}}) + 6.4$

Schritt 3.6.8.1.6

Mutltipliziere $- \frac{3.2}{x^{2}}$ mit $1$ .

$0.625 x^{2} + 0.3125 x^{2} - 3.2 + 0.3125 - \frac{3.2}{x^{2}} + 6.4$

Schritt 3.6.8.2

Addiere $- 3.2$ und $0.3125$ .

$0.625 x^{2} + 0.3125 x^{2} - 2.8875 - \frac{3.2}{x^{2}} + 6.4$

Schritt 3.7

Addiere $0.625 x^{2}$ und $0.3125 x^{2}$ .

$0.9375 x^{2} - 2.8875 - \frac{3.2}{x^{2}} + 6.4$

Schritt 3.8

Addiere $- 2.8875$ und $6.4$ .

$0.9375 x^{2} - \frac{3.2}{x^{2}} + 3.5125$