Analysis Beispiele

${(2 x^{2} - 1)}^{2}$

Schritt 1

Schreibe ${(2 x^{2} - 1)}^{2}$ als Funktion.

$f (x) = {(2 x^{2} - 1)}^{2}$

Schritt 2

Die Funktion $F (x)$ kann bestimmt werden, indem das unbestimmte Integral der Ableitung $f (x)$ ermittelt wird.

$F (x) = \int f (x) d x$

Schritt 3

Stelle das Integral auf, um zu lösen.

$F (x) = \int {(2 x^{2} - 1)}^{2} d x$

Schritt 4

Multipliziere ${(2 x^{2} - 1)}^{2}$ aus.

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Schritt 4.1

Schreibe ${(2 x^{2} - 1)}^{2}$ als $(2 x^{2} - 1) (2 x^{2} - 1)$ um.

$\int (2 x^{2} - 1) (2 x^{2} - 1) d x$

Schritt 4.2

Wende das Distributivgesetz an.

$\int 2 x^{2} (2 x^{2} - 1) - 1 (2 x^{2} - 1) d x$

Schritt 4.3

Wende das Distributivgesetz an.

$\int 2 x^{2} (2 x^{2}) + 2 x^{2} \cdot - 1 - 1 (2 x^{2} - 1) d x$

Schritt 4.4

Wende das Distributivgesetz an.

$\int 2 x^{2} (2 x^{2}) + 2 x^{2} \cdot - 1 - 1 (2 x^{2}) - 1 \cdot - 1 d x$

Schritt 4.5

Bewege $x^{2}$ .

$\int 2 \cdot 2 x^{2} x^{2} + 2 x^{2} \cdot - 1 - 1 (2 x^{2}) - 1 \cdot - 1 d x$

Schritt 4.6

Bewege $x^{2}$ .

$\int 2 \cdot 2 x^{2} x^{2} + 2 \cdot - 1 x^{2} - 1 (2 x^{2}) - 1 \cdot - 1 d x$

Schritt 4.7

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$\int 4 x^{2} x^{2} + 2 \cdot - 1 x^{2} - 1 \cdot 2 x^{2} - 1 \cdot - 1 d x$

Schritt 4.8

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

$\int 4 x^{2 + 2} + 2 \cdot - 1 x^{2} - 1 \cdot 2 x^{2} - 1 \cdot - 1 d x$

Schritt 4.9

Addiere $2$ und $2$ .

$\int 4 x^{4} + 2 \cdot - 1 x^{2} - 1 \cdot 2 x^{2} - 1 \cdot - 1 d x$

Schritt 4.10

Mutltipliziere $2$ mit $- 1$ .

$\int 4 x^{4} - 2 x^{2} - 1 \cdot 2 x^{2} - 1 \cdot - 1 d x$

Schritt 4.11

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

$\int 4 x^{4} - 2 x^{2} - 2 x^{2} - 1 \cdot - 1 d x$

Schritt 4.12

Mutltipliziere $- 1$ mit $- 1$ .

$\int 4 x^{4} - 2 x^{2} - 2 x^{2} + 1 d x$

Schritt 4.13

Subtrahiere $2 x^{2}$ von $- 2 x^{2}$ .

$\int 4 x^{4} - 4 x^{2} + 1 d x$

Schritt 5

Zerlege das einzelne Integral in mehrere Integrale.

$\int 4 x^{4} d x + \int - 4 x^{2} d x + \int d x$

Schritt 6

Da $4$ konstant bezüglich $x$ ist, ziehe $4$ aus dem Integral.

$4 \int x^{4} d x + \int - 4 x^{2} d x + \int d x$

Schritt 7

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $x^{4}$ nach $x$ gleich $\frac{1}{5} x^{5}$ .

$4 (\frac{1}{5} x^{5} + C) + \int - 4 x^{2} d x + \int d x$

Schritt 8

Da $- 4$ konstant bezüglich $x$ ist, ziehe $- 4$ aus dem Integral.

$4 (\frac{1}{5} x^{5} + C) - 4 \int x^{2} d x + \int d x$

Schritt 9

Gemäß der Potenzregel ist das Integral von $x^{2}$ nach $x$ gleich $\frac{1}{3} x^{3}$ .

$4 (\frac{1}{5} x^{5} + C) - 4 (\frac{1}{3} x^{3} + C) + \int d x$

Schritt 10

Wende die Konstantenregel an.

$4 (\frac{1}{5} x^{5} + C) - 4 (\frac{1}{3} x^{3} + C) + x + C$

Schritt 11

Vereinfache.

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Schritt 11.1

Vereinfache.

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Schritt 11.1.1

Kombiniere $\frac{1}{5}$ und $x^{5}$ .

$4 (\frac{x^{5}}{5} + C) - 4 (\frac{1}{3} x^{3} + C) + x + C$

Schritt 11.1.2

Kombiniere $\frac{1}{3}$ und $x^{3}$ .

$4 (\frac{x^{5}}{5} + C) - 4 (\frac{x^{3}}{3} + C) + x + C$

Schritt 11.2

Vereinfache.

$\frac{4 x^{5}}{5} - \frac{4 x^{3}}{3} + x + C$

Schritt 12

Stelle die Terme um.

$\frac{4}{5} x^{5} - \frac{4}{3} x^{3} + x + C$

Schritt 13

Die Lösung ist die Stammfunktion der Funktion $f (x) = {(2 x^{2} - 1)}^{2}$ .

$F (x) =$ $\frac{4}{5} x^{5} - \frac{4}{3} x^{3} + x + C$