Analysis Beispiele

$y = 8 x^{2} \cos (x) \cot (x)$

Schritt 1

Da $8$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $8 x^{2} \cos (x) \cot (x)$ nach $x$ gleich $8 \frac{d}{d x} [x^{2} \cos (x) \cot (x)]$ .

$8 \frac{d}{d x} [x^{2} \cos (x) \cot (x)]$

Schritt 2

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 $f (x) = x^{2} \cos (x)$ und $g (x) = \cot (x)$ .

$8 (x^{2} \cos (x) \frac{d}{d x} [\cot (x)] + \cot (x) \frac{d}{d x} [x^{2} \cos (x)])$

Schritt 3

Die Ableitung von $\cot (x)$ nach $x$ ist $- \csc^{2} (x)$ .

$8 (x^{2} \cos (x) (- \csc^{2} (x)) + \cot (x) \frac{d}{d x} [x^{2} \cos (x)])$

Schritt 4

$8 (x^{2} \cos (x) (- \csc^{2} (x)) + \cot (x) (x^{2} \frac{d}{d x} [\cos (x)] + \cos (x) \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Schritt 5

Die Ableitung von $\cos (x)$ nach $x$ ist $- \sin (x)$ .

$8 (x^{2} \cos (x) (- \csc^{2} (x)) + \cot (x) (x^{2} (- \sin (x)) + \cos (x) \frac{d}{d x} [x^{2}]))$

Schritt 6

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

$8 (x^{2} \cos (x) (- \csc^{2} (x)) + \cot (x) (x^{2} (- \sin (x)) + \cos (x) (2 x)))$

Schritt 7

Vereinfache.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.1

Wende das Distributivgesetz an.

$8 (x^{2} \cos (x) (- \csc^{2} (x)) + \cot (x) (x^{2} (- \sin (x))) + \cot (x) (\cos (x) (2 x)))$

Schritt 7.2

Wende das Distributivgesetz an.

$8 (x^{2} \cos (x) (- \csc^{2} (x))) + 8 (\cot (x) (x^{2} (- \sin (x)))) + 8 (\cot (x) (\cos (x) (2 x)))$

Schritt 7.3

Vereine die Terme

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.3.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $8$ .

$- 8 (x^{2} \cos (x) (\csc^{2} (x))) + 8 (\cot (x) (x^{2} (- \sin (x)))) + 8 (\cot (x) (\cos (x) (2 x)))$

Schritt 7.3.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $8$ .

$- 8 x^{2} \cos (x) \csc^{2} (x) - 8 (\cot (x) x^{2} (\sin (x))) + 8 (\cot (x) (\cos (x) (2 x)))$

Schritt 7.3.3

Mutltipliziere $2$ mit $8$ .

$- 8 x^{2} \cos (x) \csc^{2} (x) - 8 \cot (x) x^{2} \sin (x) + 16 \cot (x) \cos (x) x$

Schritt 7.4

Stelle die Terme um.

$- 8 x^{2} \csc^{2} (x) \cos (x) - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.5.1

Schreibe $\csc (x)$ mithilfe von Sinus und Kosinus um.

$- 8 x^{2} {(\frac{1}{\sin (x)})}^{2} \cos (x) - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.2

Wende die Produktregel auf $\frac{1}{\sin (x)}$ an.

$- 8 x^{2} \frac{1^{2}}{\sin^{2} (x)} \cos (x) - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.3

Eins zu einer beliebigen Potenz erhoben ergibt eins.

$- 8 x^{2} \frac{1}{\sin^{2} (x)} \cos (x) - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.4

Multipliziere $- 8 x^{2} \frac{1}{\sin^{2} (x)}$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.5.4.1

Kombiniere $- 8$ und $\frac{1}{\sin^{2} (x)}$ .

$x^{2} \frac{- 8}{\sin^{2} (x)} \cos (x) - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.4.2

Kombiniere $x^{2}$ und $\frac{- 8}{\sin^{2} (x)}$ .

$\frac{x^{2} \cdot - 8}{\sin^{2} (x)} \cos (x) - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.5

Bringe $- 8$ auf die linke Seite von $x^{2}$ .

$\frac{- 8 \cdot x^{2}}{\sin^{2} (x)} \cos (x) - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.6

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$- \frac{8 \cdot x^{2}}{\sin^{2} (x)} \cos (x) - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.7

Kombiniere $\cos (x)$ und $\frac{8 x^{2}}{\sin^{2} (x)}$ .

$- \frac{\cos (x) (8 x^{2})}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.8

Bringe $8$ auf die linke Seite von $\cos (x)$ .

$- \frac{8 \cdot \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cot (x) \sin (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.9

Schreibe mithilfe von Sinus und Kosinus um, kürze dann die gemeinsamen Faktoren.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.5.9.1

Füge Klammern hinzu.

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} (\cot (x) \sin (x)) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.9.2

Schreibe $- 8 x^{2} \cot (x) \sin (x)$ mithilfe von Sinus und Kosinus um.

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} (\frac{\cos (x)}{\sin (x)} \sin (x)) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.9.3

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + 16 x \cos (x) \cot (x)$

Schritt 7.5.10

Schreibe $\cot (x)$ mithilfe von Sinus und Kosinus um.

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + 16 x \cos (x) \frac{\cos (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.5.11

Multipliziere $16 x \cos (x) \frac{\cos (x)}{\sin (x)}$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.5.11.1

Kombiniere $16$ und $\frac{\cos (x)}{\sin (x)}$ .

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + x \cos (x) \frac{16 \cos (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.5.11.2

Kombiniere $\frac{16 \cos (x)}{\sin (x)}$ und $x$ .

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 \cos (x) x}{\sin (x)} \cos (x)$

Schritt 7.5.11.3

Kombiniere $\frac{16 \cos (x) x}{\sin (x)}$ und $\cos (x)$ .

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 \cos (x) x \cos (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.5.11.4

Potenziere $\cos (x)$ mit $1$ .

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x (\cos^{1} (x) \cos (x))}{\sin (x)}$

Schritt 7.5.11.5

Potenziere $\cos (x)$ mit $1$ .

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x (\cos^{1} (x) \cos^{1} (x))}{\sin (x)}$

Schritt 7.5.11.6

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

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x {\cos (x)}^{1 + 1}}{\sin (x)}$

Schritt 7.5.11.7

Addiere $1$ und $1$ .

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin^{2} (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6

Vereinfache jeden Term.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.6.1

Faktorisiere $\sin (x)$ aus $\sin^{2} (x)$ heraus.

$- \frac{8 \cos (x) x^{2}}{\sin (x) \sin (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.2

Separiere Brüche.

$- (\frac{8 x^{2}}{\sin (x)} \cdot \frac{\cos (x)}{\sin (x)}) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.3

Wandle von $\frac{\cos (x)}{\sin (x)}$ nach $\cot (x)$ um.

$- (\frac{8 x^{2}}{\sin (x)} \cot (x)) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.4

Kombiniere $\frac{8 x^{2}}{\sin (x)}$ und $\cot (x)$ .

$- \frac{8 x^{2} \cot (x)}{\sin (x)} - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.5

Separiere Brüche.

$- (\frac{8 x^{2}}{1} \cdot \frac{\cot (x)}{\sin (x)}) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.6

Schreibe $\cot (x)$ mithilfe von Sinus und Kosinus um.

$- (\frac{8 x^{2}}{1} \cdot \frac{\frac{\cos (x)}{\sin (x)}}{\sin (x)}) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.7

Schreibe $\frac{\frac{\cos (x)}{\sin (x)}}{\sin (x)}$ als ein Produkt um.

$- (\frac{8 x^{2}}{1} (\frac{\cos (x)}{\sin (x)} \cdot \frac{1}{\sin (x)})) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.8

Vereinfache.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.6.8.1

Wandle von $\frac{\cos (x)}{\sin (x)}$ nach $\cot (x)$ um.

$- (\frac{8 x^{2}}{1} (\cot (x) \frac{1}{\sin (x)})) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.8.2

Wandle von $\frac{1}{\sin (x)}$ nach $\csc (x)$ um.

$- (\frac{8 x^{2}}{1} (\cot (x) \csc (x))) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.9

Dividiere $8 x^{2}$ durch $1$ .

$- (8 x^{2} (\cot (x) \csc (x))) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.10

Mutltipliziere $8$ mit $- 1$ .

$- 8 (x^{2} (\cot (x) \csc (x))) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x \cos^{2} (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.11

Faktorisiere $\cos (x)$ aus $\cos^{2} (x)$ heraus.

$- 8 x^{2} (\cot (x) \csc (x)) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x (\cos (x) \cos (x))}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.12

Separiere Brüche.

$- 8 x^{2} (\cot (x) \csc (x)) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x (\cos (x))}{1} \cdot \frac{\cos (x)}{\sin (x)}$

Schritt 7.6.13

Wandle von $\frac{\cos (x)}{\sin (x)}$ nach $\cot (x)$ um.

$- 8 x^{2} (\cot (x) \csc (x)) - 8 x^{2} \cos (x) + \frac{16 x (\cos (x))}{1} \cot (x)$

Schritt 7.6.14

Dividiere $16 x (\cos (x))$ durch $1$ .

$- 8 x^{2} (\cot (x) \csc (x)) - 8 x^{2} \cos (x) + 16 x (\cos (x)) \cot (x)$

$- 8 x^{2} \cot (x) \csc (x) - 8 x^{2} \cos (x) + 16 x (\cos (x)) \cot (x)$