Analysis Beispiele

$y = 4 e^{t} (e^{4 t} - e^{t})$

Schritt 1

Da $4$ konstant bezüglich $t$ ist, ist die Ableitung von $4 e^{t} (e^{4 t} - e^{t})$ nach $t$ gleich $4 \frac{d}{d t} [e^{t} (e^{4 t} - e^{t})]$ .

$4 \frac{d}{d t} [e^{t} (e^{4 t} - e^{t})]$

Schritt 2

Differenziere unter Anwendung der Produktregel, die besagt, dass $\frac{d}{d t} [f (t) g (t)]$ gleich $f (t) \frac{d}{d t} [g (t)] + g (t) \frac{d}{d t} [f (t)]$ ist mit $f (t) = e^{t}$ und $g (t) = e^{4 t} - e^{t}$ .

$4 (e^{t} \frac{d}{d t} [e^{4 t} - e^{t}] + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 3

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

$4 (e^{t} (\frac{d}{d t} [e^{4 t}] + \frac{d}{d t} [- e^{t}]) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 4

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d t} [f (g (t))]$ ist $f' (g (t)) g' (t)$ , mit $f (t) = e^{t}$ und $g (t) = 4 t$ .

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Schritt 4.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $4 t$ .

$4 (e^{t} (\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d t} [4 t] + \frac{d}{d t} [- e^{t}]) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 4.2

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

$4 (e^{t} (e^{u} \frac{d}{d t} [4 t] + \frac{d}{d t} [- e^{t}]) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 4.3

Ersetze alle $u$ durch $4 t$ .

$4 (e^{t} (e^{4 t} \frac{d}{d t} [4 t] + \frac{d}{d t} [- e^{t}]) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 5

Differenziere.

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Schritt 5.1

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

$4 (e^{t} (e^{4 t} (4 \frac{d}{d t} [t]) + \frac{d}{d t} [- e^{t}]) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 5.2

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

$4 (e^{t} (e^{4 t} (4 \cdot 1) + \frac{d}{d t} [- e^{t}]) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 5.3

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 5.3.1

Mutltipliziere $4$ mit $1$ .

$4 (e^{t} (e^{4 t} \cdot 4 + \frac{d}{d t} [- e^{t}]) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 5.3.2

Bringe $4$ auf die linke Seite von $e^{4 t}$ .

$4 (e^{t} (4 \cdot e^{4 t} + \frac{d}{d t} [- e^{t}]) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 5.4

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

$4 (e^{t} (4 e^{4 t} - \frac{d}{d t} [e^{t}]) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 6

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

$4 (e^{t} (4 e^{4 t} - e^{t}) + (e^{4 t} - e^{t}) \frac{d}{d t} [e^{t}])$

Schritt 7

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

$4 (e^{t} (4 e^{4 t} - e^{t}) + (e^{4 t} - e^{t}) e^{t})$

Schritt 8

Vereinfache.

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Schritt 8.1

Wende das Distributivgesetz an.

$4 (e^{t} (4 e^{4 t}) + e^{t} (- e^{t}) + (e^{4 t} - e^{t}) e^{t})$

Schritt 8.2

Wende das Distributivgesetz an.

$4 (e^{t} (4 e^{4 t}) + e^{t} (- e^{t}) + e^{4 t} e^{t} - e^{t} e^{t})$

Schritt 8.3

Wende das Distributivgesetz an.

$4 (e^{t} (4 e^{4 t})) + 4 (e^{t} (- e^{t})) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4

Vereine die Terme

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Schritt 8.4.1

Multipliziere $e^{t}$ mit $e^{4 t}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 8.4.1.1

Bewege $e^{4 t}$ .

$4 (e^{4 t} e^{t} \cdot 4) + 4 (e^{t} (- e^{t})) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.1.2

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

$4 (e^{4 t + t} \cdot 4) + 4 (e^{t} (- e^{t})) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.1.3

Addiere $4 t$ und $t$ .

$4 (e^{5 t} \cdot 4) + 4 (e^{t} (- e^{t})) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.2

Bringe $4$ auf die linke Seite von $e^{5 t}$ .

$4 (4 \cdot e^{5 t}) + 4 (e^{t} (- e^{t})) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.3

Mutltipliziere $4$ mit $4$ .

$16 e^{5 t} + 4 (e^{t} (- e^{t})) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.4

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

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Schritt 8.4.4.1

Bewege $e^{t}$ .

$16 e^{5 t} + 4 (e^{t} e^{t} \cdot - 1) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.4.2

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

$16 e^{5 t} + 4 (e^{t + t} \cdot - 1) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.4.3

Addiere $t$ und $t$ .

$16 e^{5 t} + 4 (e^{2 t} \cdot - 1) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.5

Bringe $- 1$ auf die linke Seite von $e^{2 t}$ .

$16 e^{5 t} + 4 (- 1 \cdot e^{2 t}) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.6

Schreibe $- 1 e^{2 t}$ als $- e^{2 t}$ um.

$16 e^{5 t} + 4 (- e^{2 t}) + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.7

Mutltipliziere $- 1$ mit $4$ .

$16 e^{5 t} - 4 e^{2 t} + 4 (e^{4 t} e^{t}) + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.8

Multipliziere $e^{4 t}$ mit $e^{t}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 8.4.8.1

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

$16 e^{5 t} - 4 e^{2 t} + 4 e^{4 t + t} + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.8.2

Addiere $4 t$ und $t$ .

$16 e^{5 t} - 4 e^{2 t} + 4 e^{5 t} + 4 (- e^{t} e^{t})$

Schritt 8.4.9

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

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Schritt 8.4.9.1

Bewege $e^{t}$ .

$16 e^{5 t} - 4 e^{2 t} + 4 e^{5 t} + 4 (- (e^{t} e^{t}))$

Schritt 8.4.9.2

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

$16 e^{5 t} - 4 e^{2 t} + 4 e^{5 t} + 4 (- e^{t + t})$

Schritt 8.4.9.3

Addiere $t$ und $t$ .

$16 e^{5 t} - 4 e^{2 t} + 4 e^{5 t} + 4 (- e^{2 t})$

Schritt 8.4.10

Mutltipliziere $- 1$ mit $4$ .

$16 e^{5 t} - 4 e^{2 t} + 4 e^{5 t} - 4 e^{2 t}$

Schritt 8.4.11

Addiere $16 e^{5 t}$ und $4 e^{5 t}$ .

$20 e^{5 t} - 4 e^{2 t} - 4 e^{2 t}$

Schritt 8.4.12

Subtrahiere $4 e^{2 t}$ von $- 4 e^{2 t}$ .

$20 e^{5 t} - 8 e^{2 t}$