Analysis Beispiele

$f (x) = \sin (\sqrt{e^{x} + 1})$

Schritt 1

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

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

Schritt 2

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

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Schritt 2.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{1}$ durch ${(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [\sin (u_{1})] \frac{d}{d x} [{(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}]$

Schritt 2.2

Die Ableitung von $\sin (u_{1})$ nach $u_{1}$ ist $\cos (u_{1})$ .

$\cos (u_{1}) \frac{d}{d x} [{(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}]$

Schritt 2.3

Ersetze alle $u_{1}$ durch ${(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}$ .

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

Schritt 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 $g (x) = e^{x} + 1$ .

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Schritt 3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{2}$ durch $e^{x} + 1$ .

$\cos ({(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}) (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [e^{x} + 1])$

Schritt 3.2

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

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

Schritt 3.3

Ersetze alle $u_{2}$ durch $e^{x} + 1$ .

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

Schritt 4

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

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

Schritt 5

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

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

Schritt 6

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 7

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 7.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

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

Schritt 7.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

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

Schritt 8

Differenziere unter Anwendung der Summenregel.

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Schritt 8.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 8.2

Kombiniere Brüche.

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Schritt 8.2.1

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

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

Schritt 8.2.2

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

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

Schritt 8.2.3

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

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

Schritt 8.3

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

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

Schritt 9

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [a^{x}]$ gleich $a^{x} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

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

Schritt 10

Differenziere unter Anwendung der Konstantenregel.

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Schritt 10.1

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

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

Schritt 10.2

Kombiniere Brüche.

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Schritt 10.2.1

Addiere $e^{x}$ und $0$ .

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

Schritt 10.2.2

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

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

Schritt 10.2.3

Stelle die Faktoren in $\cos ({(e^{x} + 1)}^{\frac{1}{2}}) e^{x}$ um.

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