Analysis Beispiele

$f (x) = \sqrt{x^{2} - 4 x}$

Schritt 1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{x^{2} - 4 x}$ als ${(x^{2} - 4 x)}^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

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

Schritt 2

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ und $g (x) = x^{2} - 4 x$ .

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Schritt 2.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $x^{2} - 4 x$ .

$\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [x^{2} - 4 x]$

Schritt 2.2

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

$\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [x^{2} - 4 x]$

Schritt 2.3

Ersetze alle $u$ durch $x^{2} - 4 x$ .

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

Schritt 3

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

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

Schritt 4

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

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

Schritt 5

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 6

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 6.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

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

Schritt 6.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

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

Schritt 7

Kombiniere Brüche.

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Schritt 7.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 7.2

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und ${(x^{2} - 4 x)}^{- \frac{1}{2}}$ .

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

Schritt 7.3

Bringe ${(x^{2} - 4 x)}^{- \frac{1}{2}}$ in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

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

Schritt 8

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x^{2} - 4 x$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [- 4 x]$ .

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

Schritt 9

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

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

Schritt 10

Da $- 4$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 4 x$ nach $x$ gleich $- 4 \frac{d}{d x} [x]$ .

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

Schritt 11

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

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

Schritt 12

Mutltipliziere $- 4$ mit $1$ .

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

Schritt 13

Vereinfache.

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Schritt 13.1

Stelle die Faktoren von $\frac{1}{2 {(x^{2} - 4 x)}^{\frac{1}{2}}} (2 x - 4)$ um.

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

Schritt 13.2

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

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

Schritt 13.3

Faktorisiere $2$ aus $2 x$ heraus.

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

Schritt 13.4

Faktorisiere $2$ aus $- 4$ heraus.

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

Schritt 13.5

Faktorisiere $2$ aus $2 (x) + 2 (- 2)$ heraus.

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

Schritt 13.6

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 13.6.1

Faktorisiere $2$ aus $2 {(x^{2} - 4 x)}^{\frac{1}{2}}$ heraus.

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

Schritt 13.6.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 13.6.3

Forme den Ausdruck um.

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