Analysis Beispiele

$y = \frac{{(x + 5)}^{3}}{{(x - 3)}^{3}}$

Schritt 1

Differenziere beide Seiten der Gleichung.

$\frac{d}{d x} (y) = \frac{d}{d x} (\frac{{(x + 5)}^{3}}{{(x - 3)}^{3}})$

Schritt 2

Die Ableitung von $y$ nach $x$ ist $y'$ .

$y'$

Schritt 3

Differenziere die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 3.1

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 $f (x) = {(x + 5)}^{3}$ und $g (x) = {(x - 3)}^{3}$ .

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

Schritt 3.2

Multipliziere die Exponenten in ${({(x - 3)}^{3})}^{2}$ .

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Schritt 3.2.1

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

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

Schritt 3.2.2

Mutltipliziere $3$ mit $2$ .

$\frac{{(x - 3)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x + 5)}^{3}] - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.3

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{3}$ und $g (x) = x + 5$ .

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Schritt 3.3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{1}$ durch $x + 5$ .

$\frac{{(x - 3)}^{3} (\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{3}] \frac{d}{d x} [x + 5]) - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.3.2

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

$\frac{{(x - 3)}^{3} (3 {u_{1}}^{2} \frac{d}{d x} [x + 5]) - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.3.3

Ersetze alle $u_{1}$ durch $x + 5$ .

$\frac{{(x - 3)}^{3} (3 {(x + 5)}^{2} \frac{d}{d x} [x + 5]) - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.4

Differenziere.

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Schritt 3.4.1

Bringe $3$ auf die linke Seite von ${(x - 3)}^{3}$ .

$\frac{3 \cdot {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} \frac{d}{d x} [x + 5] - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.4.2

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

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [5]) - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.4.3

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

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} (1 + \frac{d}{d x} [5]) - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.4.4

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

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} (1 + 0) - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.4.5

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 3.4.5.1

Addiere $1$ und $0$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} \cdot 1 - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.4.5.2

Mutltipliziere $3$ mit $1$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - {(x + 5)}^{3} \frac{d}{d x} [{(x - 3)}^{3}]}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.5

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

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Schritt 3.5.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{2}$ durch $x - 3$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - {(x + 5)}^{3} (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{3}] \frac{d}{d x} [x - 3])}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.5.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{n}]$ gleich $n {u_{2}}^{n - 1}$ ist mit $n = 3$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - {(x + 5)}^{3} (3 {u_{2}}^{2} \frac{d}{d x} [x - 3])}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.5.3

Ersetze alle $u_{2}$ durch $x - 3$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - {(x + 5)}^{3} (3 {(x - 3)}^{2} \frac{d}{d x} [x - 3])}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.6

Differenziere.

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Schritt 3.6.1

Mutltipliziere $3$ mit $- 1$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - 3 {(x + 5)}^{3} ({(x - 3)}^{2} \frac{d}{d x} [x - 3])}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.6.2

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

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - 3 {(x + 5)}^{3} ({(x - 3)}^{2} (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 3]))}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.6.3

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

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - 3 {(x + 5)}^{3} ({(x - 3)}^{2} (1 + \frac{d}{d x} [- 3]))}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.6.4

Da $- 3$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 3$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - 3 {(x + 5)}^{3} ({(x - 3)}^{2} (1 + 0))}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.6.5

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 3.6.5.1

Addiere $1$ und $0$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - 3 {(x + 5)}^{3} ({(x - 3)}^{2} \cdot 1)}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.6.5.2

Mutltipliziere ${(x - 3)}^{2}$ mit $1$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{3} {(x + 5)}^{2} - 3 {(x + 5)}^{3} {(x - 3)}^{2}}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7

Vereinfache.

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Schritt 3.7.1

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 3.7.1.1

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

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Schritt 3.7.1.1.1

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

$\frac{3 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2} (x - 3) - 3 {(x + 5)}^{3} {(x - 3)}^{2}}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.1.1.2

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

$\frac{3 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2} (x - 3) + 3 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2} (- (x + 5))}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.1.1.3

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

$\frac{3 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2} (x - 3 - (x + 5))}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.1.2

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{3 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2} (x - 3 - x - 1 \cdot 5)}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.1.3

Mutltipliziere $- 1$ mit $5$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2} (x - 3 - x - 5)}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.1.4

Subtrahiere $x$ von $x$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2} (0 - 3 - 5)}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.1.5

Subtrahiere $3$ von $0$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2} (- 3 - 5)}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.1.6

Subtrahiere $5$ von $- 3$ .

$\frac{3 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2} \cdot - 8}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.1.7

Mutltipliziere $- 8$ mit $3$ .

$\frac{- 24 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2}}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.2

Vereine die Terme

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Schritt 3.7.2.1

Kürze den gemeinsamen Teiler von ${(x - 3)}^{2}$ und ${(x - 3)}^{6}$ .

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Schritt 3.7.2.1.1

Faktorisiere ${(x - 3)}^{2}$ aus $- 24 {(x - 3)}^{2} {(x + 5)}^{2}$ heraus.

$\frac{{(x - 3)}^{2} (- 24 {(x + 5)}^{2})}{{(x - 3)}^{6}}$

Schritt 3.7.2.1.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 3.7.2.1.2.1

Faktorisiere ${(x - 3)}^{2}$ aus ${(x - 3)}^{6}$ heraus.

$\frac{{(x - 3)}^{2} (- 24 {(x + 5)}^{2})}{{(x - 3)}^{2} {(x - 3)}^{4}}$

Schritt 3.7.2.1.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{{(x - 3)}^{2} (- 24 {(x + 5)}^{2})}{{(x - 3)}^{2} {(x - 3)}^{4}}$

Schritt 3.7.2.1.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{- 24 {(x + 5)}^{2}}{{(x - 3)}^{4}}$

Schritt 3.7.2.2

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$- \frac{24 {(x + 5)}^{2}}{{(x - 3)}^{4}}$

Schritt 4

Forme die Gleichung um durch Gleichsetzen der linken Seite mit der rechten Seite.

$y' = - \frac{24 {(x + 5)}^{2}}{{(x - 3)}^{4}}$

Schritt 5

Ersetze $y'$ durch $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = - \frac{24 {(x + 5)}^{2}}{{(x - 3)}^{4}}$