Analysis Beispiele

$f (x) = {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{5}$

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 $f (x) = {(2 x - 5)}^{4}$ und $g (x) = {(x^{2} + x + 1)}^{5}$ .

${(2 x - 5)}^{4} \frac{d}{d x} [{(x^{2} + x + 1)}^{5}] + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 2

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{5}$ und $g (x) = x^{2} + x + 1$ .

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Schritt 2.1

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

${(2 x - 5)}^{4} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{5}] \frac{d}{d x} [x^{2} + x + 1]) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 2.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{n}]$ gleich $n {u_{1}}^{n - 1}$ ist mit $n = 5$ .

${(2 x - 5)}^{4} (5 {u_{1}}^{4} \frac{d}{d x} [x^{2} + x + 1]) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 2.3

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

${(2 x - 5)}^{4} (5 {(x^{2} + x + 1)}^{4} \frac{d}{d x} [x^{2} + x + 1]) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 3

Differenziere.

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Schritt 3.1

Bringe $5$ auf die linke Seite von ${(2 x - 5)}^{4}$ .

$5 \cdot {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} \frac{d}{d x} [x^{2} + x + 1] + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 3.2

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

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 3.3

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

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [1]) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 3.4

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

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1 + \frac{d}{d x} [1]) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 3.5

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

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1 + 0) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 3.6

Addiere $2 x + 1$ und $0$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} \frac{d}{d x} [{(2 x - 5)}^{4}]$

Schritt 4

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{4}$ und $g (x) = 2 x - 5$ .

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Schritt 4.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{2}$ durch $2 x - 5$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{4}] \frac{d}{d x} [2 x - 5])$

Schritt 4.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ gleich $n {u_{2}}^{n - 1}$ ist mit $n = 4$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} (4 {u_{2}}^{3} \frac{d}{d x} [2 x - 5])$

Schritt 4.3

Ersetze alle $u_{2}$ durch $2 x - 5$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + {(x^{2} + x + 1)}^{5} (4 {(2 x - 5)}^{3} \frac{d}{d x} [2 x - 5])$

Schritt 5

Differenziere.

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Schritt 5.1

Bringe $4$ auf die linke Seite von ${(x^{2} + x + 1)}^{5}$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + 4 \cdot {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3} \frac{d}{d x} [2 x - 5]$

Schritt 5.2

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $2 x - 5$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 5]$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + 4 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3} (\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [- 5])$

Schritt 5.3

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

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + 4 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3} (2 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 5])$

Schritt 5.4

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

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + 4 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3} (2 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 5])$

Schritt 5.5

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + 4 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3} (2 + \frac{d}{d x} [- 5])$

Schritt 5.6

Da $- 5$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 5$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + 4 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3} (2 + 0)$

Schritt 5.7

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 5.7.1

Addiere $2$ und $0$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + 4 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3} \cdot 2$

Schritt 5.7.2

Mutltipliziere $2$ mit $4$ .

$5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + 8 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3}$

Schritt 6

Vereinfache.

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Schritt 6.1

Faktorisiere ${(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4}$ aus $5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1) + 8 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3}$ heraus.

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Schritt 6.1.1

Faktorisiere ${(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4}$ aus $5 {(2 x - 5)}^{4} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (2 x + 1)$ heraus.

${(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (5 (2 x - 5) (2 x + 1)) + 8 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3}$

Schritt 6.1.2

Faktorisiere ${(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4}$ aus $8 {(x^{2} + x + 1)}^{5} {(2 x - 5)}^{3}$ heraus.

${(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (5 (2 x - 5) (2 x + 1)) + {(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (8 (x^{2} + x + 1))$

Schritt 6.1.3

Faktorisiere ${(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4}$ aus ${(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (5 (2 x - 5) (2 x + 1)) + {(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (8 (x^{2} + x + 1))$ heraus.

${(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (5 (2 x - 5) (2 x + 1) + 8 (x^{2} + x + 1))$

Schritt 6.2

Stelle die Faktoren von ${(2 x - 5)}^{3} {(x^{2} + x + 1)}^{4} (5 (2 x - 5) (2 x + 1) + 8 (x^{2} + x + 1))$ um.

${(x^{2} + x + 1)}^{4} {(2 x - 5)}^{3} (5 (2 x - 5) (2 x + 1) + 8 (x^{2} + x + 1))$