Analysis Beispiele

$y = 20 \sqrt{x}$ , $(4, 40)$

Schritt 1

Finde die erste Ableitung und werte sie bei $x = 4$ und $y = 40$ aus, um die Steigung der Tangentenlinie zu finden.

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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.

$\frac{d}{d x} [20 x^{\frac{1}{2}}]$

Schritt 1.2

Da $20$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $20 x^{\frac{1}{2}}$ nach $x$ gleich $20 \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}]$ .

$20 \frac{d}{d x} [x^{\frac{1}{2}}]$

Schritt 1.3

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

$20 (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1})$

Schritt 1.4

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

$20 (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} - 1 \cdot \frac{2}{2}})$

Schritt 1.5

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

$20 (\frac{1}{2} x^{\frac{1}{2} + \frac{- 1 \cdot 2}{2}})$

Schritt 1.6

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

$20 (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 1 \cdot 2}{2}})$

Schritt 1.7

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 1.7.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$20 (\frac{1}{2} x^{\frac{1 - 2}{2}})$

Schritt 1.7.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

$20 (\frac{1}{2} x^{\frac{- 1}{2}})$

Schritt 1.8

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

$20 (\frac{1}{2} x^{- \frac{1}{2}})$

Schritt 1.9

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

$20 \frac{x^{- \frac{1}{2}}}{2}$

Schritt 1.10

Kombiniere $20$ und $\frac{x^{- \frac{1}{2}}}{2}$ .

$\frac{20 x^{- \frac{1}{2}}}{2}$

Schritt 1.11

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

$\frac{20}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 1.12

Faktorisiere $2$ aus $20$ heraus.

$\frac{2 \cdot 10}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 1.13

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 1.13.1

Faktorisiere $2$ aus $2 x^{\frac{1}{2}}$ heraus.

$\frac{2 \cdot 10}{2 (x^{\frac{1}{2}})}$

Schritt 1.13.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 \cdot 10}{2 x^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 1.13.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{10}{x^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 1.14

Bestimme die Ableitung bei $x = 4$ .

$\frac{10}{{(4)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 1.15

Vereinfache.

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Schritt 1.15.1

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 1.15.1.1

Schreibe $4$ als $2^{2}$ um.

$\frac{10}{{(2^{2})}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 1.15.1.2

Wende die Potenzregel an und multipliziere die Exponenten, ${(a^{m})}^{n} = a^{m n}$ .

$\frac{10}{2^{2 (\frac{1}{2})}}$

Schritt 1.15.1.3

Kürze den gemeinsamen Faktor von $2$ .

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Schritt 1.15.1.3.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{10}{2^{2 (\frac{1}{2})}}$

Schritt 1.15.1.3.2

Forme den Ausdruck um.

$\frac{10}{2^{1}}$

Schritt 1.15.1.4

Berechne den Exponenten.

$\frac{10}{2}$

Schritt 1.15.2

Dividiere $10$ durch $2$ .

$5$

Schritt 2

Steigung und Punktwerte in die Punkt-Steigungs-Formel einfügen und für $y$ lösen.

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Schritt 2.1

Benutze die Steigung $5$ und einen gegebenen Punkt $(4, 40)$ , um $x_{1}$ und $y_{1}$ in der Punkt-Steigungs-Form $y - y_{1} = m (x - x_{1})$ zu substituieren, welche von der Gleichung für die Steigung $m = \frac{y_{2} - y_{1}}{x_{2} - x_{1}}$ abgeleitet ist.

$y - (40) = 5 \cdot (x - (4))$

Schritt 2.2

Vereinfache die Gleichung und behalte die Punkt-Richtungs-Form bei.

$y - 40 = 5 \cdot (x - 4)$

Schritt 2.3

Löse nach $y$ auf.

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Schritt 2.3.1

Vereinfache $5 \cdot (x - 4)$ .

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Schritt 2.3.1.1

Forme um.

$y - 40 = 0 + 0 + 5 \cdot (x - 4)$

Schritt 2.3.1.2

Vereinfache durch Addieren von Nullen.

$y - 40 = 5 \cdot (x - 4)$

Schritt 2.3.1.3

Wende das Distributivgesetz an.

$y - 40 = 5 x + 5 \cdot - 4$

Schritt 2.3.1.4

Mutltipliziere $5$ mit $- 4$ .

$y - 40 = 5 x - 20$

Schritt 2.3.2

Bringe alle Terme, die nicht $y$ enthalten, auf die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 2.3.2.1

Addiere $40$ zu beiden Seiten der Gleichung.

$y = 5 x - 20 + 40$

Schritt 2.3.2.2

Addiere $- 20$ und $40$ .

$y = 5 x + 20$

Schritt 3