Analysis Beispiele

$e^{4 x \ln (x^{3})}$

Schritt 1

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = e^{x}$ und $g (x) = 4 x \ln (x^{3})$ .

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Schritt 1.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{1}$ durch $4 x \ln (x^{3})$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [4 x \ln (x^{3})]$

Schritt 1.2

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ gleich $a^{u_{1}} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

$e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [4 x \ln (x^{3})]$

Schritt 1.3

Ersetze alle $u_{1}$ durch $4 x \ln (x^{3})$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} \frac{d}{d x} [4 x \ln (x^{3})]$

Schritt 2

Da $4$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $4 x \ln (x^{3})$ nach $x$ gleich $4 \frac{d}{d x} [x \ln (x^{3})]$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 \frac{d}{d x} [x \ln (x^{3})])$

Schritt 3

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 $g (x) = \ln (x^{3})$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (x \frac{d}{d x} [\ln (x^{3})] + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 4

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

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Schritt 4.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{2}$ durch $x^{3}$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (x (\frac{d}{d u_{2}} [\ln (u_{2})] \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 4.2

Die Ableitung von $\ln (u_{2})$ nach $u_{2}$ ist $\frac{1}{u_{2}}$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (x (\frac{1}{u_{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 4.3

Ersetze alle $u_{2}$ durch $x^{3}$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (x (\frac{1}{x^{3}} \frac{d}{d x} [x^{3}]) + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel.

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Schritt 5.1

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

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{x}{x^{3}} \frac{d}{d x} [x^{3}] + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.2

Kürze den gemeinsamen Teiler von $x$ und $x^{3}$ .

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Schritt 5.2.1

Potenziere $x$ mit $1$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{x^{1}}{x^{3}} \frac{d}{d x} [x^{3}] + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.2.2

Faktorisiere $x$ aus $x^{1}$ heraus.

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{x \cdot 1}{x^{3}} \frac{d}{d x} [x^{3}] + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.2.3

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 5.2.3.1

Faktorisiere $x$ aus $x^{3}$ heraus.

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{x \cdot 1}{x \cdot x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}] + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.2.3.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{x \cdot 1}{x \cdot x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}] + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.2.3.3

Forme den Ausdruck um.

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{1}{x^{2}} \frac{d}{d x} [x^{3}] + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.3

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [x^{n}]$ gleich $n x^{n - 1}$ ist mit $n = 3$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{1}{x^{2}} (3 x^{2}) + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.4

Vereinfache Terme.

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Schritt 5.4.1

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

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{3}{x^{2}} x^{2} + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.4.2

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

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{3 x^{2}}{x^{2}} + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.4.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von $x^{2}$ .

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Schritt 5.4.3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (\frac{3 x^{2}}{x^{2}} + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.4.3.2

Dividiere $3$ durch $1$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (3 + \ln (x^{3}) \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 5.5

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

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (3 + \ln (x^{3}) \cdot 1))$

Schritt 5.6

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

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 (3 + \ln (x^{3})))$

Schritt 6

Vereinfache.

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Schritt 6.1

Wende das Distributivgesetz an.

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 \cdot 3 + 4 \ln (x^{3}))$

Schritt 6.2

Wende das Distributivgesetz an.

$e^{4 x \ln (x^{3})} (4 \cdot 3) + e^{4 x \ln (x^{3})} (4 \ln (x^{3}))$

Schritt 6.3

Vereine die Terme

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Schritt 6.3.1

Mutltipliziere $4$ mit $3$ .

$e^{4 x \ln (x^{3})} \cdot 12 + e^{4 x \ln (x^{3})} (4 \ln (x^{3}))$

Schritt 6.3.2

Bringe $12$ auf die linke Seite von $e^{4 x \ln (x^{3})}$ .

$12 e^{4 x \ln (x^{3})} + e^{4 x \ln (x^{3})} (4 \ln (x^{3}))$

Schritt 6.4

Stelle die Terme um.

$4 e^{4 x \ln (x^{3})} \ln (x^{3}) + 12 e^{4 x \ln (x^{3})}$