Analysis Beispiele

$f (x) = \ln (\sec^{4} (x) \cdot \tan^{2} (x))$

Schritt 1

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = \ln (x)$ und $g (x) = \sec^{4} (x) \tan^{2} (x)$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 1.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{1}$ durch $\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [\ln (u_{1})] \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)]$

Schritt 1.2

Die Ableitung von $\ln (u_{1})$ nach $u_{1}$ ist $\frac{1}{u_{1}}$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)]$

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 $f (x) = \sec^{4} (x)$ und $g (x) = \tan^{2} (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (\sec^{4} (x) \frac{d}{d x} [\tan^{2} (x)] + \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x)])$

Schritt 3

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

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{2}$ durch $\tan (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (\sec^{4} (x) (\frac{d}{d u_{2}} [{u_{2}}^{2}] \frac{d}{d x} [\tan (x)]) + \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x)])$

Schritt 3.2

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

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (\sec^{4} (x) (2 u_{2} \frac{d}{d x} [\tan (x)]) + \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x)])$

Schritt 3.3

Ersetze alle $u_{2}$ durch $\tan (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (\sec^{4} (x) (2 \tan (x) \frac{d}{d x} [\tan (x)]) + \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x)])$

Schritt 4

Bringe $2$ auf die linke Seite von $\sec^{4} (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \cdot \sec^{4} (x) \tan (x) \frac{d}{d x} [\tan (x)] + \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x)])$

Schritt 5

Die Ableitung von $\tan (x)$ nach $x$ ist $\sec^{2} (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{4} (x) \tan (x) \sec^{2} (x) + \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x)])$

Schritt 6

Multipliziere $\sec^{4} (x)$ mit $\sec^{2} (x)$ durch Addieren der Exponenten.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 6.1

Bewege $\sec^{2} (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 (\sec^{2} (x) \sec^{4} (x)) \tan (x) + \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x)])$

Schritt 6.2

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

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 {\sec (x)}^{2 + 4} \tan (x) + \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x)])$

Schritt 6.3

Addiere $2$ und $4$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + \tan^{2} (x) \frac{d}{d x} [\sec^{4} (x)])$

Schritt 7

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{4}$ und $g (x) = \sec (x)$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 7.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{3}$ durch $\sec (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + \tan^{2} (x) (\frac{d}{d u_{3}} [{u_{3}}^{4}] \frac{d}{d x} [\sec (x)]))$

Schritt 7.2

Differenziere unter Anwendung der Potenzregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{3}} [{u_{3}}^{n}]$ gleich $n {u_{3}}^{n - 1}$ ist mit $n = 4$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + \tan^{2} (x) (4 {u_{3}}^{3} \frac{d}{d x} [\sec (x)]))$

Schritt 7.3

Ersetze alle $u_{3}$ durch $\sec (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + \tan^{2} (x) (4 \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [\sec (x)]))$

Schritt 8

Bringe $4$ auf die linke Seite von $\tan^{2} (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + 4 \cdot \tan^{2} (x) \sec^{3} (x) \frac{d}{d x} [\sec (x)])$

Schritt 9

Die Ableitung von $\sec (x)$ nach $x$ ist $\sec (x) \tan (x)$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + 4 \tan^{2} (x) \sec^{3} (x) (\sec (x) \tan (x)))$

Schritt 10

Potenziere $\tan (x)$ mit $1$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + 4 (\tan^{1} (x) \tan^{2} (x)) \sec^{3} (x) \sec (x))$

Schritt 11

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

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + 4 {\tan (x)}^{1 + 2} \sec^{3} (x) \sec (x))$

Schritt 12

Addiere $1$ und $2$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + 4 \tan^{3} (x) \sec^{3} (x) \sec (x))$

Schritt 13

Potenziere $\sec (x)$ mit $1$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + 4 \tan^{3} (x) (\sec^{1} (x) \sec^{3} (x)))$

Schritt 14

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

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + 4 \tan^{3} (x) {\sec (x)}^{1 + 3})$

Schritt 15

Addiere $1$ und $3$ .

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x) + 4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16

Vereinfache.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 16.1

Wende das Distributivgesetz an.

$\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (2 \sec^{6} (x) \tan (x)) + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2

Vereine die Terme

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 16.2.1

Kombiniere $2$ und $\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)}$ .

$\frac{2}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (\sec^{6} (x) \tan (x)) + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.2

Kombiniere $\sec^{6} (x)$ und $\frac{2}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)}$ .

$\frac{\sec^{6} (x) \cdot 2}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} \tan (x) + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.3

Kombiniere $\frac{\sec^{6} (x) \cdot 2}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)}$ und $\tan (x)$ .

$\frac{\sec^{6} (x) \cdot 2 \tan (x)}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.4

Bringe $2$ auf die linke Seite von $\sec^{6} (x)$ .

$\frac{2 \cdot \sec^{6} (x) \tan (x)}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.5

Kürze den gemeinsamen Teiler von $\sec^{6} (x)$ und $\sec^{4} (x)$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 16.2.5.1

Faktorisiere $\sec^{4} (x)$ aus $2 \sec^{6} (x) \tan (x)$ heraus.

$\frac{\sec^{4} (x) (2 \sec^{2} (x) \tan (x))}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.5.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 16.2.5.2.1

Faktorisiere $\sec^{4} (x)$ aus $\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)$ heraus.

$\frac{\sec^{4} (x) (2 \sec^{2} (x) \tan (x))}{\sec^{4} (x) (\tan^{2} (x))} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.5.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{\sec^{4} (x) (2 \sec^{2} (x) \tan (x))}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.5.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{2 \sec^{2} (x) \tan (x)}{\tan^{2} (x)} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.6

Kürze den gemeinsamen Teiler von $\tan (x)$ und $\tan^{2} (x)$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 16.2.6.1

Faktorisiere $\tan (x)$ aus $2 \sec^{2} (x) \tan (x)$ heraus.

$\frac{\tan (x) (2 \sec^{2} (x))}{\tan^{2} (x)} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.6.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 16.2.6.2.1

Faktorisiere $\tan (x)$ aus $\tan^{2} (x)$ heraus.

$\frac{\tan (x) (2 \sec^{2} (x))}{\tan (x) \tan (x)} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.6.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{\tan (x) (2 \sec^{2} (x))}{\tan (x) \tan (x)} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.6.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.7

Kombiniere $4$ und $\frac{1}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)}$ .

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{4}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} (\tan^{3} (x) \sec^{4} (x))$

Schritt 16.2.8

Kombiniere $\tan^{3} (x)$ und $\frac{4}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)}$ .

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{\tan^{3} (x) \cdot 4}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)} \sec^{4} (x)$

Schritt 16.2.9

Kombiniere $\frac{\tan^{3} (x) \cdot 4}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)}$ und $\sec^{4} (x)$ .

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{\tan^{3} (x) \cdot 4 \sec^{4} (x)}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)}$

Schritt 16.2.10

Bringe $4$ auf die linke Seite von $\tan^{3} (x)$ .

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{4 \cdot \tan^{3} (x) \sec^{4} (x)}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)}$

Schritt 16.2.11

Kürze den gemeinsamen Teiler von $\tan^{3} (x)$ und $\tan^{2} (x)$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 16.2.11.1

Faktorisiere $\tan^{2} (x)$ aus $4 \tan^{3} (x) \sec^{4} (x)$ heraus.

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{\tan^{2} (x) (4 \tan (x) \sec^{4} (x))}{\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)}$

Schritt 16.2.11.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 16.2.11.2.1

Faktorisiere $\tan^{2} (x)$ aus $\sec^{4} (x) \tan^{2} (x)$ heraus.

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{\tan^{2} (x) (4 \tan (x) \sec^{4} (x))}{\tan^{2} (x) \sec^{4} (x)}$

Schritt 16.2.11.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{\tan^{2} (x) (4 \tan (x) \sec^{4} (x))}{\tan^{2} (x) \sec^{4} (x)}$

Schritt 16.2.11.2.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{4 \tan (x) \sec^{4} (x)}{\sec^{4} (x)}$

Schritt 16.2.12

Kürze den gemeinsamen Faktor von $\sec^{4} (x)$ .

Tippen, um mehr Schritte zu sehen ...

Schritt 16.2.12.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + \frac{4 \tan (x) \sec^{4} (x)}{\sec^{4} (x)}$

Schritt 16.2.12.2

Dividiere $4 \tan (x)$ durch $1$ .

$\frac{2 \sec^{2} (x)}{\tan (x)} + 4 \tan (x)$