Analysis Beispiele

$\frac{3 x^{2} + 2 e^{x}}{5 e^{x} - 4 x}$

Schritt 1

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 $f (x) = 3 x^{2} + 2 e^{x}$ und $g (x) = 5 e^{x} - 4 x$ .

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) \frac{d}{d x} [3 x^{2} + 2 e^{x}] - (3 x^{2} + 2 e^{x}) \frac{d}{d x} [5 e^{x} - 4 x]}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 2

Differenziere.

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Schritt 2.1

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

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (\frac{d}{d x} [3 x^{2}] + \frac{d}{d x} [2 e^{x}]) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) \frac{d}{d x} [5 e^{x} - 4 x]}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 2.2

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

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (3 \frac{d}{d x} [x^{2}] + \frac{d}{d x} [2 e^{x}]) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) \frac{d}{d x} [5 e^{x} - 4 x]}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 2.3

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

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (3 (2 x) + \frac{d}{d x} [2 e^{x}]) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) \frac{d}{d x} [5 e^{x} - 4 x]}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 2.4

Mutltipliziere $2$ mit $3$ .

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (6 x + \frac{d}{d x} [2 e^{x}]) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) \frac{d}{d x} [5 e^{x} - 4 x]}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 2.5

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

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (6 x + 2 \frac{d}{d x} [e^{x}]) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) \frac{d}{d x} [5 e^{x} - 4 x]}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 3

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

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (6 x + 2 e^{x}) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) \frac{d}{d x} [5 e^{x} - 4 x]}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 4

Differenziere.

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Schritt 4.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $5 e^{x} - 4 x$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [5 e^{x}] + \frac{d}{d x} [- 4 x]$ .

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (6 x + 2 e^{x}) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) (\frac{d}{d x} [5 e^{x}] + \frac{d}{d x} [- 4 x])}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 4.2

Da $5$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $5 e^{x}$ nach $x$ gleich $5 \frac{d}{d x} [e^{x}]$ .

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (6 x + 2 e^{x}) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) (5 \frac{d}{d x} [e^{x}] + \frac{d}{d x} [- 4 x])}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 5

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

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (6 x + 2 e^{x}) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) (5 e^{x} + \frac{d}{d x} [- 4 x])}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 6

Differenziere.

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Schritt 6.1

Da $- 4$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 4 x$ nach $x$ gleich $- 4 \frac{d}{d x} [x]$ .

$\frac{(5 e^{x} - 4 x) (6 x + 2 e^{x}) - (3 x^{2} + 2 e^{x}) (5 e^{x} - 4 \frac{d}{d x} [x])}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 6.2

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

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

Schritt 6.3

Mutltipliziere $- 4$ mit $1$ .

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

Schritt 7

Vereinfache.

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Schritt 7.1

Wende das Distributivgesetz an.

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

Schritt 7.2

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 7.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 7.2.1.1

Multipliziere $(5 e^{x} - 4 x) (6 x + 2 e^{x})$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 7.2.1.1.1

Wende das Distributivgesetz an.

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

Schritt 7.2.1.1.2

Wende das Distributivgesetz an.

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

Schritt 7.2.1.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

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

Schritt 7.2.1.2

Vereinfache und fasse gleichartige Terme zusammen.

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Schritt 7.2.1.2.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 7.2.1.2.1.1

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

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

Schritt 7.2.1.2.1.2

Mutltipliziere $5$ mit $6$ .

$\frac{30 e^{x} x + 5 e^{x} (2 e^{x}) - 4 x (6 x) - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.3

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$\frac{30 e^{x} x + 5 \cdot 2 e^{x} e^{x} - 4 x (6 x) - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.4

Multipliziere $e^{x}$ mit $e^{x}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 7.2.1.2.1.4.1

Bewege $e^{x}$ .

$\frac{30 e^{x} x + 5 \cdot 2 (e^{x} e^{x}) - 4 x (6 x) - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.4.2

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

$\frac{30 e^{x} x + 5 \cdot 2 e^{x + x} - 4 x (6 x) - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.4.3

Addiere $x$ und $x$ .

$\frac{30 e^{x} x + 5 \cdot 2 e^{2 x} - 4 x (6 x) - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.5

Mutltipliziere $5$ mit $2$ .

$\frac{30 e^{x} x + 10 e^{2 x} - 4 x (6 x) - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.6

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$\frac{30 e^{x} x + 10 e^{2 x} - 4 \cdot 6 x \cdot x - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.7

Multipliziere $x$ mit $x$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 7.2.1.2.1.7.1

Bewege $x$ .

$\frac{30 e^{x} x + 10 e^{2 x} - 4 \cdot 6 (x \cdot x) - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.7.2

Mutltipliziere $x$ mit $x$ .

$\frac{30 e^{x} x + 10 e^{2 x} - 4 \cdot 6 x^{2} - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.8

Mutltipliziere $- 4$ mit $6$ .

$\frac{30 e^{x} x + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 4 x (2 e^{x}) + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.9

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$\frac{30 e^{x} x + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 4 \cdot 2 x e^{x} + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.1.10

Mutltipliziere $- 4$ mit $2$ .

$\frac{30 e^{x} x + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 8 x e^{x} + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.2

Subtrahiere $8 x e^{x}$ von $30 e^{x} x$ .

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Schritt 7.2.1.2.2.1

Bewege $e^{x}$ .

$\frac{30 x e^{x} - 8 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.2.2.2

Subtrahiere $8 x e^{x}$ von $30 x e^{x}$ .

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} + (- (3 x^{2}) - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.3

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 7.2.1.3.1

Mutltipliziere $3$ mit $- 1$ .

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} + (- 3 x^{2} - (2 e^{x})) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.3.2

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} + (- 3 x^{2} - 2 e^{x}) (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.4

Multipliziere $(- 3 x^{2} - 2 e^{x}) (5 e^{x} - 4)$ aus unter Verwendung der FOIL-Methode.

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Schritt 7.2.1.4.1

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 3 x^{2} (5 e^{x} - 4) - 2 e^{x} (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.4.2

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 3 x^{2} (5 e^{x}) - 3 x^{2} \cdot - 4 - 2 e^{x} (5 e^{x} - 4)}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.4.3

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 3 x^{2} (5 e^{x}) - 3 x^{2} \cdot - 4 - 2 e^{x} (5 e^{x}) - 2 e^{x} \cdot - 4}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.5

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 7.2.1.5.1

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 3 \cdot 5 x^{2} e^{x} - 3 x^{2} \cdot - 4 - 2 e^{x} (5 e^{x}) - 2 e^{x} \cdot - 4}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.5.2

Mutltipliziere $- 3$ mit $5$ .

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} - 3 x^{2} \cdot - 4 - 2 e^{x} (5 e^{x}) - 2 e^{x} \cdot - 4}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.5.3

Mutltipliziere $- 4$ mit $- 3$ .

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} - 2 e^{x} (5 e^{x}) - 2 e^{x} \cdot - 4}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.5.4

Schreibe neu unter Anwendung des Kommutativgesetzes der Multiplikation.

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} - 2 \cdot 5 e^{x} e^{x} - 2 e^{x} \cdot - 4}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.5.5

Multipliziere $e^{x}$ mit $e^{x}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 7.2.1.5.5.1

Bewege $e^{x}$ .

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} - 2 \cdot 5 (e^{x} e^{x}) - 2 e^{x} \cdot - 4}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.5.5.2

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

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} - 2 \cdot 5 e^{x + x} - 2 e^{x} \cdot - 4}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.5.5.3

Addiere $x$ und $x$ .

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} - 2 \cdot 5 e^{2 x} - 2 e^{x} \cdot - 4}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.5.6

Mutltipliziere $- 2$ mit $5$ .

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} - 10 e^{2 x} - 2 e^{x} \cdot - 4}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.1.5.7

Mutltipliziere $- 4$ mit $- 2$ .

$\frac{22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} - 10 e^{2 x} + 8 e^{x}}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.2

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $22 x e^{x} + 10 e^{2 x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} - 10 e^{2 x} + 8 e^{x}$ .

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Schritt 7.2.2.1

Subtrahiere $10 e^{2 x}$ von $10 e^{2 x}$ .

$\frac{22 x e^{x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} + 0 + 8 e^{x}}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.2.2

Addiere $22 x e^{x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2}$ und $0$ .

$\frac{22 x e^{x} - 24 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 12 x^{2} + 8 e^{x}}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.2.3

Addiere $- 24 x^{2}$ und $12 x^{2}$ .

$\frac{22 x e^{x} - 12 x^{2} - 15 x^{2} e^{x} + 8 e^{x}}{{(5 e^{x} - 4 x)}^{2}}$

Schritt 7.3

Stelle die Terme um.

$\frac{- 12 x^{2} + 22 e^{x} x - 15 e^{x} x^{2} + 8 e^{x}}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.4

Faktorisiere $- 1$ aus $- 12 x^{2}$ heraus.

$\frac{- (12 x^{2}) + 22 e^{x} x - 15 e^{x} x^{2} + 8 e^{x}}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.5

Faktorisiere $- 1$ aus $22 e^{x} x$ heraus.

$\frac{- (12 x^{2}) - (- 22 e^{x} x) - 15 e^{x} x^{2} + 8 e^{x}}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.6

Faktorisiere $- 1$ aus $- (12 x^{2}) - (- 22 e^{x} x)$ heraus.

$\frac{- (12 x^{2} - 22 e^{x} x) - 15 e^{x} x^{2} + 8 e^{x}}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.7

Faktorisiere $- 1$ aus $- 15 e^{x} x^{2}$ heraus.

$\frac{- (12 x^{2} - 22 e^{x} x) - (15 e^{x} x^{2}) + 8 e^{x}}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.8

Faktorisiere $- 1$ aus $- (12 x^{2} - 22 e^{x} x) - (15 e^{x} x^{2})$ heraus.

$\frac{- (12 x^{2} - 22 e^{x} x + 15 e^{x} x^{2}) + 8 e^{x}}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.9

Faktorisiere $- 1$ aus $8 e^{x}$ heraus.

$\frac{- (12 x^{2} - 22 e^{x} x + 15 e^{x} x^{2}) - (- 8 e^{x})}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.10

Faktorisiere $- 1$ aus $- (12 x^{2} - 22 e^{x} x + 15 e^{x} x^{2}) - (- 8 e^{x})$ heraus.

$\frac{- (12 x^{2} - 22 e^{x} x + 15 e^{x} x^{2} - 8 e^{x})}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.11

Schreibe $- (12 x^{2} - 22 e^{x} x + 15 e^{x} x^{2} - 8 e^{x})$ als $- 1 (12 x^{2} - 22 e^{x} x + 15 e^{x} x^{2} - 8 e^{x})$ um.

$\frac{- 1 (12 x^{2} - 22 e^{x} x + 15 e^{x} x^{2} - 8 e^{x})}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.12

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$- \frac{12 x^{2} - 22 e^{x} x + 15 e^{x} x^{2} - 8 e^{x}}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$

Schritt 7.13

Stelle die Faktoren in $- \frac{12 x^{2} - 22 e^{x} x + 15 e^{x} x^{2} - 8 e^{x}}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$ um.

$- \frac{12 x^{2} - 22 x e^{x} + 15 x^{2} e^{x} - 8 e^{x}}{{(- 4 x + 5 e^{x})}^{2}}$