Analysis Beispiele

$y = 2 x (\sqrt{x} - x^{2} + 3 x - 5)$

Schritt 1

Differenziere unter Anwendung der Faktorregel.

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Schritt 1.1

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

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

Schritt 1.2

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x (x^{\frac{1}{2}} - x^{2} + 3 x - 5)$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x (x^{\frac{1}{2}} - x^{2} + 3 x - 5)]$ .

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

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 $f (x) = x$ und $g (x) = x^{\frac{1}{2}} - x^{2} + 3 x - 5$ .

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

Schritt 3

Differenziere.

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Schritt 3.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x^{\frac{1}{2}} - x^{2} + 3 x - 5$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}] + \frac{d}{d x} [- x^{2}] + \frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 5]$ .

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

Schritt 3.2

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

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

Schritt 4

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

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

Schritt 5

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

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

Schritt 6

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 7

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 7.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

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

Schritt 7.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

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

Schritt 8

Kombiniere Brüche.

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Schritt 8.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 8.2

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

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

Schritt 8.3

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

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

Schritt 9

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

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

Schritt 10

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

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

Schritt 11

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

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

Schritt 12

Da $3$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $3 x$ nach $x$ gleich $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

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

Schritt 13

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

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

Schritt 14

Mutltipliziere $3$ mit $1$ .

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

Schritt 15

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

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

Schritt 16

Addiere $\frac{1}{2 x^{\frac{1}{2}}} - 2 x + 3$ und $0$ .

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

Schritt 17

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

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

Schritt 18

Mutltipliziere $x^{\frac{1}{2}} - x^{2} + 3 x - 5$ mit $1$ .

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

Schritt 19

Vereinfache.

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Schritt 19.1

Wende das Distributivgesetz an.

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

Schritt 19.2

Wende das Distributivgesetz an.

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

Schritt 19.3

Vereine die Terme

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Schritt 19.3.1

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

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

Schritt 19.3.2

Bringe $x^{\frac{1}{2}}$ in den Zähler mithilfe der Regel des negativen Exponenten $\frac{1}{b^{n}} = b^{- n}$ .

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

Schritt 19.3.3

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

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Schritt 19.3.3.1

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

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Schritt 19.3.3.1.1

Potenziere $x$ mit $1$ .

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

Schritt 19.3.3.1.2

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

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

Schritt 19.3.3.2

Schreibe $1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 19.3.3.3

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 19.3.3.4

Subtrahiere $1$ von $2$ .

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

Schritt 19.3.4

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

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

Schritt 19.3.5

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 19.3.6

Dividiere $x^{\frac{1}{2}}$ durch $1$ .

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

Schritt 19.3.7

Potenziere $x$ mit $1$ .

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

Schritt 19.3.8

Potenziere $x$ mit $1$ .

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

Schritt 19.3.9

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

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

Schritt 19.3.10

Addiere $1$ und $1$ .

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

Schritt 19.3.11

Mutltipliziere $- 2$ mit $2$ .

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

Schritt 19.3.12

Bringe $3$ auf die linke Seite von $x$ .

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

Schritt 19.3.13

Mutltipliziere $3$ mit $2$ .

$x^{\frac{1}{2}} - 4 x^{2} + 6 x + 2 x^{\frac{1}{2}} + 2 (- x^{2}) + 2 (3 x) + 2 \cdot - 5$

Schritt 19.3.14

Addiere $x^{\frac{1}{2}}$ und $2 x^{\frac{1}{2}}$ .

$- 4 x^{2} + 6 x + 3 x^{\frac{1}{2}} + 2 (- x^{2}) + 2 (3 x) + 2 \cdot - 5$

Schritt 19.3.15

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$- 4 x^{2} + 6 x + 3 x^{\frac{1}{2}} - 2 x^{2} + 2 (3 x) + 2 \cdot - 5$

Schritt 19.3.16

Subtrahiere $2 x^{2}$ von $- 4 x^{2}$ .

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

Schritt 19.3.17

Mutltipliziere $3$ mit $2$ .

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

Schritt 19.3.18

Addiere $6 x$ und $6 x$ .

$- 6 x^{2} + 12 x + 3 x^{\frac{1}{2}} + 2 \cdot - 5$

Schritt 19.3.19

Mutltipliziere $2$ mit $- 5$ .

$- 6 x^{2} + 12 x + 3 x^{\frac{1}{2}} - 10$