Analysis Beispiele

$f (x) = \ln (\frac{x + 9}{x - 9})$

Schritt 1

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = \ln (x)$ und $g (x) = \frac{x + 9}{x - 9}$ .

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Schritt 1.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $\frac{x + 9}{x - 9}$ .

$\frac{d}{d u} [\ln (u)] \frac{d}{d x} [\frac{x + 9}{x - 9}]$

Schritt 1.2

Die Ableitung von $\ln (u)$ nach $u$ ist $\frac{1}{u}$ .

$\frac{1}{u} \frac{d}{d x} [\frac{x + 9}{x - 9}]$

Schritt 1.3

Ersetze alle $u$ durch $\frac{x + 9}{x - 9}$ .

$\frac{1}{\frac{x + 9}{x - 9}} \frac{d}{d x} [\frac{x + 9}{x - 9}]$

Schritt 2

Multipliziere mit dem Kehrwert des Bruchs, um durch $\frac{x + 9}{x - 9}$ zu dividieren.

$1 \frac{x - 9}{x + 9} \frac{d}{d x} [\frac{x + 9}{x - 9}]$

Schritt 3

Mutltipliziere $\frac{x - 9}{x + 9}$ mit $1$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \frac{d}{d x} [\frac{x + 9}{x - 9}]$

Schritt 4

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 $f (x) = x + 9$ und $g (x) = x - 9$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{(x - 9) \frac{d}{d x} [x + 9] - (x + 9) \frac{d}{d x} [x - 9]}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5

Differenziere.

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Schritt 5.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x + 9$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [9]$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{(x - 9) (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [9]) - (x + 9) \frac{d}{d x} [x - 9]}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.2

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

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{(x - 9) (1 + \frac{d}{d x} [9]) - (x + 9) \frac{d}{d x} [x - 9]}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.3

Da $9$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $9$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{(x - 9) (1 + 0) - (x + 9) \frac{d}{d x} [x - 9]}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.4

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 5.4.1

Addiere $1$ und $0$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{(x - 9) \cdot 1 - (x + 9) \frac{d}{d x} [x - 9]}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.4.2

Mutltipliziere $x - 9$ mit $1$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{x - 9 - (x + 9) \frac{d}{d x} [x - 9]}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.5

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $x - 9$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 9]$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{x - 9 - (x + 9) (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 9])}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.6

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

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{x - 9 - (x + 9) (1 + \frac{d}{d x} [- 9])}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.7

Da $- 9$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 9$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{x - 9 - (x + 9) (1 + 0)}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.8

Kombiniere Brüche.

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Schritt 5.8.1

Addiere $1$ und $0$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{x - 9 - (x + 9) \cdot 1}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.8.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $1$ .

$\frac{x - 9}{x + 9} \cdot \frac{x - 9 - (x + 9)}{{(x - 9)}^{2}}$

Schritt 5.8.3

Mutltipliziere $\frac{x - 9}{x + 9}$ mit $\frac{x - 9 - (x + 9)}{{(x - 9)}^{2}}$ .

$\frac{(x - 9) (x - 9 - (x + 9))}{(x + 9) {(x - 9)}^{2}}$

Schritt 6

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 6.1

Faktorisiere $x - 9$ aus $(x + 9) {(x - 9)}^{2}$ heraus.

$\frac{(x - 9) (x - 9 - (x + 9))}{(x - 9) ((x + 9) (x - 9))}$

Schritt 6.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{(x - 9) (x - 9 - (x + 9))}{(x - 9) ((x + 9) (x - 9))}$

Schritt 6.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{x - 9 - (x + 9)}{(x + 9) (x - 9)}$

Schritt 7

Vereinfache.

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Schritt 7.1

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{x - 9 - x - 1 \cdot 9}{(x + 9) (x - 9)}$

Schritt 7.2

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 7.2.1

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $x - 9 - x - 1 \cdot 9$ .

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Schritt 7.2.1.1

Subtrahiere $x$ von $x$ .

$\frac{0 - 9 - 1 \cdot 9}{(x + 9) (x - 9)}$

Schritt 7.2.1.2

Subtrahiere $9$ von $0$ .

$\frac{- 9 - 1 \cdot 9}{(x + 9) (x - 9)}$

Schritt 7.2.2

Mutltipliziere $- 1$ mit $9$ .

$\frac{- 9 - 9}{(x + 9) (x - 9)}$

Schritt 7.2.3

Subtrahiere $9$ von $- 9$ .

$\frac{- 18}{(x + 9) (x - 9)}$

Schritt 7.3

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$- \frac{18}{(x + 9) (x - 9)}$