Analysis Beispiele

$2 x \log_{3} (\sqrt{x})$

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.

$\frac{d}{d x} [2 x \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})]$

Schritt 1.2

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

$2 \frac{d}{d x} [x \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})]$

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 $g (x) = \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$ .

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

Schritt 3

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = \log_{3} (x)$ und $g (x) = x^{\frac{1}{2}}$ .

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Schritt 3.1

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

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

Schritt 3.2

Die Ableitung von $\log_{3} (u)$ nach $u$ ist $\frac{1}{u \ln (3)}$ .

$2 (x (\frac{1}{u \ln (3)} \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}]) + \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}) \frac{d}{d x} [x])$

Schritt 3.3

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

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

Schritt 4

Kombiniere Brüche.

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Schritt 4.1

Kombiniere $\frac{1}{x^{\frac{1}{2}} \ln (3)}$ und $x$ .

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

Schritt 4.2

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

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

Schritt 5

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

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Schritt 5.1

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

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Schritt 5.1.1

Potenziere $x$ mit $1$ .

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

Schritt 5.1.2

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

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

Schritt 5.2

Schreibe $1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 5.3

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 5.4

Subtrahiere $1$ von $2$ .

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

Schritt 6

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

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

Schritt 7

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

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

Schritt 8

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

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

Schritt 9

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 10

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 10.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

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

Schritt 10.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

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

Schritt 11

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 12

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

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

Schritt 13

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

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

Schritt 14

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

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Schritt 14.1

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

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

Schritt 14.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 14.3

Subtrahiere $1$ von $1$ .

$2 (\frac{x^{\frac{0}{2}}}{\ln (3) \cdot 2} + \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}) \frac{d}{d x} [x])$

Schritt 14.4

Dividiere $0$ durch $2$ .

$2 (\frac{x^{0}}{\ln (3) \cdot 2} + \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}) \frac{d}{d x} [x])$

Schritt 15

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 15.1

Vereinfache $x^{0}$ .

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

Schritt 15.2

Bringe $2$ auf die linke Seite von $\ln (3)$ .

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

Schritt 16

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

$2 (\frac{1}{2 \ln (3)} + \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}) \cdot 1)$

Schritt 17

Mutltipliziere $\log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$ mit $1$ .

$2 (\frac{1}{2 \ln (3)} + \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}))$

Schritt 18

Vereinfache.

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Schritt 18.1

Wende das Distributivgesetz an.

$2 \frac{1}{2 \ln (3)} + 2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$

Schritt 18.2

Vereine die Terme

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Schritt 18.2.1

Kombiniere $2$ und $\frac{1}{2 \ln (3)}$ .

$\frac{2}{2 \ln (3)} + 2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$

Schritt 18.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 18.2.2.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2}{2 \ln (3)} + 2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$

Schritt 18.2.2.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{1}{\ln (3)} + 2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}})$

Schritt 18.3

Stelle die Terme um.

$2 \log_{3} (x^{\frac{1}{2}}) + \frac{1}{\ln (3)}$