Analysis Beispiele

${(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{4}$

Schritt 1

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{4}$ und $g (x) = \frac{3 x - 7}{6 x + 3}$ .

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Schritt 1.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $\frac{3 x - 7}{6 x + 3}$ .

$\frac{d}{d u} [u^{4}] \frac{d}{d x} [\frac{3 x - 7}{6 x + 3}]$

Schritt 1.2

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

$4 u^{3} \frac{d}{d x} [\frac{3 x - 7}{6 x + 3}]$

Schritt 1.3

Ersetze alle $u$ durch $\frac{3 x - 7}{6 x + 3}$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{d}{d x} [\frac{3 x - 7}{6 x + 3}]$

Schritt 2

Differenziere unter Anwendung der Quotientenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [\frac{f (x)}{g (x)}]$ gleich $\frac{g (x) \frac{d}{d x} [f (x)] - f (x) \frac{d}{d x} [g (x)]}{{g (x)}^{2}}$ ist mit $f (x) = 3 x - 7$ und $g (x) = 6 x + 3$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{(6 x + 3) \frac{d}{d x} [3 x - 7] - (3 x - 7) \frac{d}{d x} [6 x + 3]}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3

Differenziere.

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Schritt 3.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $3 x - 7$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 7]$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{(6 x + 3) (\frac{d}{d x} [3 x] + \frac{d}{d x} [- 7]) - (3 x - 7) \frac{d}{d x} [6 x + 3]}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.2

Da $3$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $3 x$ nach $x$ gleich $3 \frac{d}{d x} [x]$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{(6 x + 3) (3 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- 7]) - (3 x - 7) \frac{d}{d x} [6 x + 3]}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.3

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

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{(6 x + 3) (3 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [- 7]) - (3 x - 7) \frac{d}{d x} [6 x + 3]}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.4

Mutltipliziere $3$ mit $1$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{(6 x + 3) (3 + \frac{d}{d x} [- 7]) - (3 x - 7) \frac{d}{d x} [6 x + 3]}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.5

Da $- 7$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- 7$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{(6 x + 3) (3 + 0) - (3 x - 7) \frac{d}{d x} [6 x + 3]}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.6

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 3.6.1

Addiere $3$ und $0$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{(6 x + 3) \cdot 3 - (3 x - 7) \frac{d}{d x} [6 x + 3]}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.6.2

Bringe $3$ auf die linke Seite von $6 x + 3$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 \cdot (6 x + 3) - (3 x - 7) \frac{d}{d x} [6 x + 3]}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.7

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $6 x + 3$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [6 x] + \frac{d}{d x} [3]$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (6 x + 3) - (3 x - 7) (\frac{d}{d x} [6 x] + \frac{d}{d x} [3])}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.8

Da $6$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $6 x$ nach $x$ gleich $6 \frac{d}{d x} [x]$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (6 x + 3) - (3 x - 7) (6 \frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [3])}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.9

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

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (6 x + 3) - (3 x - 7) (6 \cdot 1 + \frac{d}{d x} [3])}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.10

Mutltipliziere $6$ mit $1$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (6 x + 3) - (3 x - 7) (6 + \frac{d}{d x} [3])}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.11

Da $3$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $3$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (6 x + 3) - (3 x - 7) (6 + 0)}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.12

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 3.12.1

Addiere $6$ und $0$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (6 x + 3) - (3 x - 7) \cdot 6}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 3.12.2

Mutltipliziere $6$ mit $- 1$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (6 x + 3) - 6 (3 x - 7)}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4

Vereinfache.

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Schritt 4.1

Wende das Distributivgesetz an.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (6 x) + 3 \cdot 3 - 6 (3 x - 7)}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4.2

Wende das Distributivgesetz an.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (6 x) + 3 \cdot 3 - 6 (3 x) - 6 \cdot - 7}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4.3

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 4.3.1

Vereinfache jeden Term.

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Schritt 4.3.1.1

Mutltipliziere $6$ mit $3$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{18 x + 3 \cdot 3 - 6 (3 x) - 6 \cdot - 7}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4.3.1.2

Mutltipliziere $3$ mit $3$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{18 x + 9 - 6 (3 x) - 6 \cdot - 7}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4.3.1.3

Mutltipliziere $3$ mit $- 6$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{18 x + 9 - 18 x - 6 \cdot - 7}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4.3.1.4

Mutltipliziere $- 6$ mit $- 7$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{18 x + 9 - 18 x + 42}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4.3.2

Vereine die Terme mit entgegengesetztem Vorzeichen in $18 x + 9 - 18 x + 42$ .

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Schritt 4.3.2.1

Subtrahiere $18 x$ von $18 x$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{0 + 9 + 42}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4.3.2.2

Addiere $0$ und $9$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{9 + 42}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4.3.3

Addiere $9$ und $42$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{51}{{(6 x + 3)}^{2}}$

Schritt 4.4

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 4.4.1

Faktorisiere $3$ aus $6 x + 3$ heraus.

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Schritt 4.4.1.1

Faktorisiere $3$ aus $6 x$ heraus.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{51}{{(3 (2 x) + 3)}^{2}}$

Schritt 4.4.1.2

Faktorisiere $3$ aus $3$ heraus.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{51}{{(3 (2 x) + 3 (1))}^{2}}$

Schritt 4.4.1.3

Faktorisiere $3$ aus $3 (2 x) + 3 (1)$ heraus.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{51}{{(3 (2 x + 1))}^{2}}$

Schritt 4.4.2

Wende die Produktregel auf $3 (2 x + 1)$ an.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{51}{3^{2} {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 4.4.3

Potenziere $3$ mit $2$ .

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{51}{9 {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 4.5

Kürze den gemeinsamen Teiler von $51$ und $9$ .

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Schritt 4.5.1

Faktorisiere $3$ aus $51$ heraus.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (17)}{9 {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 4.5.2

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 4.5.2.1

Faktorisiere $3$ aus $9 {(2 x + 1)}^{2}$ heraus.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 (17)}{3 (3 {(2 x + 1)}^{2})}$

Schritt 4.5.2.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{3 \cdot 17}{3 (3 {(2 x + 1)}^{2})}$

Schritt 4.5.2.3

Forme den Ausdruck um.

$4 {(\frac{3 x - 7}{6 x + 3})}^{3} \frac{17}{3 {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5

Vereinfache.

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Schritt 5.1

Wende die Produktregel auf $\frac{3 x - 7}{6 x + 3}$ an.

$4 \frac{{(3 x - 7)}^{3}}{{(6 x + 3)}^{3}} \frac{17}{3 {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.2

Vereine die Terme

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Schritt 5.2.1

Kombiniere $4$ und $\frac{{(3 x - 7)}^{3}}{{(6 x + 3)}^{3}}$ .

$\frac{4 {(3 x - 7)}^{3}}{{(6 x + 3)}^{3}} \cdot \frac{17}{3 {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.2.2

Mutltipliziere $\frac{4 {(3 x - 7)}^{3}}{{(6 x + 3)}^{3}}$ mit $\frac{17}{3 {(2 x + 1)}^{2}}$ .

$\frac{4 {(3 x - 7)}^{3} \cdot 17}{{(6 x + 3)}^{3} (3 {(2 x + 1)}^{2})}$

Schritt 5.2.3

Mutltipliziere $17$ mit $4$ .

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{{(6 x + 3)}^{3} (3 {(2 x + 1)}^{2})}$

Schritt 5.2.4

Bringe $3$ auf die linke Seite von ${(6 x + 3)}^{3}$ .

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3 {(6 x + 3)}^{3} {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.3

Vereinfache den Nenner.

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Schritt 5.3.1

Faktorisiere $3$ aus $6 x + 3$ heraus.

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Schritt 5.3.1.1

Faktorisiere $3$ aus $6 x$ heraus.

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3 {(3 (2 x) + 3)}^{3} {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.3.1.2

Faktorisiere $3$ aus $3$ heraus.

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3 {(3 (2 x) + 3 (1))}^{3} {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.3.1.3

Faktorisiere $3$ aus $3 (2 x) + 3 (1)$ heraus.

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3 {(3 (2 x + 1))}^{3} {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.3.2

Wende die Produktregel auf $3 (2 x + 1)$ an.

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3 \cdot 3^{3} {(2 x + 1)}^{3} {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.3.3

Kombiniere Exponenten.

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Schritt 5.3.3.1

Multipliziere $3$ mit $3^{3}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 5.3.3.1.1

Mutltipliziere $3$ mit $3^{3}$ .

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Schritt 5.3.3.1.1.1

Potenziere $3$ mit $1$ .

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3^{1} \cdot 3^{3} {(2 x + 1)}^{3} {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.3.3.1.1.2

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

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3^{1 + 3} {(2 x + 1)}^{3} {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.3.3.1.2

Addiere $1$ und $3$ .

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3^{4} {(2 x + 1)}^{3} {(2 x + 1)}^{2}}$

Schritt 5.3.3.2

Multipliziere ${(2 x + 1)}^{3}$ mit ${(2 x + 1)}^{2}$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 5.3.3.2.1

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

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3^{4} ({(2 x + 1)}^{2} {(2 x + 1)}^{3})}$

Schritt 5.3.3.2.2

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

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3^{4} {(2 x + 1)}^{2 + 3}}$

Schritt 5.3.3.2.3

Addiere $2$ und $3$ .

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{3^{4} {(2 x + 1)}^{5}}$

Schritt 5.3.4

Potenziere $3$ mit $4$ .

$\frac{68 {(3 x - 7)}^{3}}{81 {(2 x + 1)}^{5}}$