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Praktische Umformungen zum Ableiten von Bruchtermen

16Beispiel (1/2)

Leite f(x)=4x2+32xf(x)=\dfrac{4x^2+3}{2x} einmal mit Produktregel und Kettenregel und einmal mit Quotientenregel ab.

Lösungsvariante 1: mit Produkt- und Kettenregel

Bilde die Ableitung mit der Produktenregel und der Kettenregel.

f(x)=4x2+32x=u(x)v(x)f(x)=\dfrac{4x^2+3}{2x}=\dfrac{u(x)}{v(x)}

Ursprungsfunktion:

f(x)=4x2+32xf(x)=\dfrac{4x^2+3}{2x}

Zähler der Ursprungsfunktion:

u(x)=4x2+3u(x)=4x^2+3

Ableitung des Zählers:

u(x)=8xu'(x)=8x

Nenner der Ursprungsfunktion:

v(x)=2xv(x)=2x

Ableitung des Nenners:

v(x)=2v'(x)=2

f(x)\displaystyle f(x)==u(x)v(x)=4x2+32x\displaystyle \dfrac{\color{#ff6600}{u(x)}}{\color{#009999}{v(x)}}=\dfrac{\color{#ff6600}{4x^2+3}}{\color{#009999}{2x}}

Wende das Potenzgesetz zu negativen Exponenten an.

==(4x2+3)(2x)1\displaystyle (\color{#ff6600}{4x^2+3})\cdot (\color{#009999}{2x})^{-1}

Bilde nun mit Hilfe der Produktregel und der Kettenregel die Ableitung von f(x)f(x).

f(x)\displaystyle f'(x)==u(x)(v(x))1+u(x)(1)(v(x))2v(x)\displaystyle \color{#ff6600}{u'(x)}\cdot (\color{#009999}{v(x)})^{-1}+\color{#ff6600}{u(x)}\cdot (-1)\cdot (\color{#009999}{v(x)})^{-2}\cdot \color{#009999}{v'(x)}

Setze ein.

==8x(2x)1+(4x2+3)(1)(2x)22\displaystyle \color{#ff6600}{8x}\cdot (\color{#009999}{2x})^{-1}+(\color{#ff6600}{4x^2+3})\cdot (-1)\cdot (\color{#009999}{2x})^{-2}\cdot \color{#009999}{2}

Wende das Potenzgesetz zu negativen Exponenten an.

==8x2x+(4x2+3)(1)2(2x)2\displaystyle \dfrac{\color{#ff6600}{8x}}{\color{#009999}{2x}}+\dfrac{(\color{#ff6600}{4x^2+3})\cdot (-1)\cdot \color{#009999}{2}}{(\color{#009999}{2x})^2}
==8x2x+(4x2+3)(1)24x2\displaystyle \dfrac{\color{#ff6600}{8x}}{\color{#009999}{2x}}+\dfrac{(\color{#ff6600}{4x^2+3})\cdot (-1)\cdot \color{#009999}{2}}{\color{#009999}{4x^2 }}

Kürze den 2. Bruch mit dem Faktor 2.

==8x2x+(4x2+3)(1)2x2\displaystyle \dfrac{\color{#ff6600}{8x}}{\color{#009999}{2x}}+\dfrac{(\color{#ff6600}{4x^2+3})\cdot (-1)}{\color{#009999}{ 2x^2 }}

Bringe die Brüche auf einen gemeinsamen Nenner.

==8x22x2+(4x2+3)(1)2x2\displaystyle \dfrac{8x^2}{2x^2}+\dfrac{(4x^2+3)\cdot (-1)}{2x^2}

Addiere die Brüche.

==8x2+(4x2+3)(1)2x2\displaystyle \dfrac{8x^2+(4x^2+3)\cdot (-1)}{2x^2}

Multipliziere aus.

==8x24x232x2\displaystyle \dfrac{8x^2-4x^2-3}{2x^2}

Fasse den Zähler zusammen.

==4x232x2\displaystyle \dfrac{4x^2-3}{2x^2}

Die Ableitung von f(x)f(x) ist f(x)=4x232x2f'(x)=\dfrac{4x^2-3}{2x^2}.


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