Analysis Beispiele

$f (x) = \sqrt{8} x^{2} + \frac{2}{\sqrt{x}}$

Schritt 1

Schreibe $8$ als $2^{2} \cdot 2$ um.

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Schritt 1.1

Faktorisiere $4$ aus $8$ heraus.

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

Schritt 1.2

Schreibe $4$ als $2^{2}$ um.

$\frac{d}{d x} [\sqrt{2^{2} \cdot 2} x^{2} + \frac{2}{\sqrt{x}}]$

Schritt 2

Differenziere unter Anwendung der Summenregel.

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Schritt 2.1

Ziehe Terme aus der Wurzel heraus.

$\frac{d}{d x} [2 \sqrt{2} x^{2} + \frac{2}{\sqrt{x}}]$

Schritt 2.2

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

$\frac{d}{d x} [2 \sqrt{2} x^{2}] + \frac{d}{d x} [\frac{2}{\sqrt{x}}]$

Schritt 3

Berechne $\frac{d}{d x} [2 \sqrt{2} x^{2}]$ .

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Schritt 3.1

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

$2 \sqrt{2} \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [\frac{2}{\sqrt{x}}]$

Schritt 3.2

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

$2 \sqrt{2} (2 x) + \frac{d}{d x} [\frac{2}{\sqrt{x}}]$

Schritt 3.3

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$4 \sqrt{2} x + \frac{d}{d x} [\frac{2}{\sqrt{x}}]$

Schritt 4

Berechne $\frac{d}{d x} [\frac{2}{\sqrt{x}}]$ .

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Schritt 4.1

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

$4 \sqrt{2} x + \frac{d}{d x} [\frac{2}{x^{\frac{1}{2}}}]$

Schritt 4.2

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $\frac{2}{x^{\frac{1}{2}}}$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}]$ .

$4 \sqrt{2} x + 2 \frac{d}{d x} [\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}]$

Schritt 4.3

Schreibe $\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}}$ als ${(x^{\frac{1}{2}})}^{- 1}$ um.

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

Schritt 4.4

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

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Schritt 4.4.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $x^{\frac{1}{2}}$ .

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

Schritt 4.4.2

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

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

Schritt 4.4.3

Ersetze alle $u$ durch $x^{\frac{1}{2}}$ .

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

Schritt 4.5

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

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

Schritt 4.6

Multipliziere die Exponenten in ${(x^{\frac{1}{2}})}^{- 2}$ .

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Schritt 4.6.1

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

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

Schritt 4.6.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 4.6.2.1

Faktorisiere $2$ aus $- 2$ heraus.

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

Schritt 4.6.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 4.6.2.3

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 4.7

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

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

Schritt 4.8

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

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

Schritt 4.9

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 4.10

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 4.10.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

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

Schritt 4.10.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

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

Schritt 4.11

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 4.12

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

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

Schritt 4.13

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

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

Schritt 4.14

Multipliziere $x^{- \frac{1}{2}}$ mit $x^{- 1}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 4.14.1

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

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

Schritt 4.14.2

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

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

Schritt 4.14.3

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

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

Schritt 4.14.4

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 4.14.5

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 4.14.5.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

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

Schritt 4.14.5.2

Subtrahiere $2$ von $- 1$ .

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

Schritt 4.14.6

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 4.15

Bringe $x^{- \frac{3}{2}}$ in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

$4 \sqrt{2} x + 2 (- \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}})$

Schritt 4.16

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$4 \sqrt{2} x - 2 \frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$

Schritt 4.17

Kombiniere $- 2$ und $\frac{1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$ .

$4 \sqrt{2} x + \frac{- 2}{2 x^{\frac{3}{2}}}$

Schritt 4.18

Faktorisiere $2$ aus $- 2$ heraus.

$4 \sqrt{2} x + \frac{2 \cdot - 1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$

Schritt 4.19

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 4.19.1

Faktorisiere $2$ aus $2 x^{\frac{3}{2}}$ heraus.

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

Schritt 4.19.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$4 \sqrt{2} x + \frac{2 \cdot - 1}{2 x^{\frac{3}{2}}}$

Schritt 4.19.3

Forme den Ausdruck um.

$4 \sqrt{2} x + \frac{- 1}{x^{\frac{3}{2}}}$

Schritt 4.20

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$4 \sqrt{2} x - \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}}$

Schritt 5

Stelle die Terme um.

$4 x \sqrt{2} - \frac{1}{x^{\frac{3}{2}}}$