Analysis Beispiele

$f (x) = x \sqrt{2 x + 1}$

Schritt 1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{2 x + 1}$ als ${(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

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

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

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

Schritt 3

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

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $2 x + 1$ .

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

Schritt 3.2

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

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

Schritt 3.3

Ersetze alle $u$ durch $2 x + 1$ .

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

Schritt 4

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

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

Schritt 5

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

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

Schritt 6

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 7

Vereinfache den Zähler.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

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

Schritt 7.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

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

Schritt 8

Kombiniere Brüche.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 8.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 8.2

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

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

Schritt 8.3

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

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

Schritt 8.4

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

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

Schritt 9

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $2 x + 1$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [2 x] + \frac{d}{d x} [1]$ .

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

Schritt 10

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

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

Schritt 11

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

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

Schritt 12

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

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

Schritt 13

Da $1$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $1$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

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

Schritt 14

Vereinfache Terme.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 14.1

Addiere $2$ und $0$ .

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

Schritt 14.2

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

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

Schritt 14.3

Bringe $2$ auf die linke Seite von $x$ .

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

Schritt 14.4

Kürze den gemeinsamen Faktor.

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

Schritt 14.5

Forme den Ausdruck um.

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

Schritt 15

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

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

Schritt 16

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

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

Schritt 17

Um ${(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}}$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{{(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}}}{{(2 x + 1)}^{\frac{1}{2}}}$ .

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

Schritt 18

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 19

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

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 19.1

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

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

Schritt 19.2

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 19.3

Addiere $1$ und $1$ .

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

Schritt 19.4

Dividiere $2$ durch $2$ .

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

Schritt 20

Vereinfache ${(2 x + 1)}^{1}$ .

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

Schritt 21

Addiere $x$ und $2 x$ .

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