Analysis Beispiele

$y = \tan (x - \frac{π}{6})$

Schritt 1

Bestimme die erste Ableitung.

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Schritt 1.1

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

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Schritt 1.1.1

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

$\frac{d}{d u} [\tan (u)] \frac{d}{d x} [x - \frac{π}{6}]$

Schritt 1.1.2

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

$\sec^{2} (u) \frac{d}{d x} [x - \frac{π}{6}]$

Schritt 1.1.3

Ersetze alle $u$ durch $x - \frac{π}{6}$ .

$\sec^{2} (x - \frac{π}{6}) \frac{d}{d x} [x - \frac{π}{6}]$

Schritt 1.2

Differenziere.

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Schritt 1.2.1

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

$\sec^{2} (x - \frac{π}{6}) (\frac{d}{d x} [x] + \frac{d}{d x} [- \frac{π}{6}])$

Schritt 1.2.2

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

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

Schritt 1.2.3

Da $- \frac{π}{6}$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- \frac{π}{6}$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$\sec^{2} (x - \frac{π}{6}) (1 + 0)$

Schritt 1.2.4

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Schritt 1.2.4.1

Addiere $1$ und $0$ .

$\sec^{2} (x - \frac{π}{6}) \cdot 1$

Schritt 1.2.4.2

Mutltipliziere $\sec^{2} (x - \frac{π}{6})$ mit $1$ .

$f' (x) = \sec^{2} (x - \frac{π}{6})$

Schritt 2

Bestimme die zweite Ableitung.

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Schritt 2.1

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{2}$ und $g (x) = \sec (x - \frac{π}{6})$ .

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Schritt 2.1.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{1}$ durch $\sec (x - \frac{π}{6})$ .

$\frac{d}{d u_{1}} [{u_{1}}^{2}] \frac{d}{d x} [\sec (x - \frac{π}{6})]$

Schritt 2.1.2

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

$2 u_{1} \frac{d}{d x} [\sec (x - \frac{π}{6})]$

Schritt 2.1.3

Ersetze alle $u_{1}$ durch $\sec (x - \frac{π}{6})$ .

$2 \sec (x - \frac{π}{6}) \frac{d}{d x} [\sec (x - \frac{π}{6})]$

Schritt 2.2

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

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Schritt 2.2.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{2}$ durch $x - \frac{π}{6}$ .

$2 \sec (x - \frac{π}{6}) (\frac{d}{d u_{2}} [\sec (u_{2})] \frac{d}{d x} [x - \frac{π}{6}])$

Schritt 2.2.2

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

$2 \sec (x - \frac{π}{6}) (\sec (u_{2}) \tan (u_{2}) \frac{d}{d x} [x - \frac{π}{6}])$

Schritt 2.2.3

Ersetze alle $u_{2}$ durch $x - \frac{π}{6}$ .

$2 \sec (x - \frac{π}{6}) (\sec (x - \frac{π}{6}) \tan (x - \frac{π}{6}) \frac{d}{d x} [x - \frac{π}{6}])$

Schritt 2.3

Potenziere $\sec (x - \frac{π}{6})$ mit $1$ .

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

Schritt 2.4

Potenziere $\sec (x - \frac{π}{6})$ mit $1$ .

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

Schritt 2.5

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

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

Schritt 2.6

Addiere $1$ und $1$ .

$2 \sec^{2} (x - \frac{π}{6}) (\tan (x - \frac{π}{6}) \frac{d}{d x} [x - \frac{π}{6}])$

Schritt 2.7

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

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

Schritt 2.8

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

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

Schritt 2.9

Da $- \frac{π}{6}$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- \frac{π}{6}$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$2 \sec^{2} (x - \frac{π}{6}) \tan (x - \frac{π}{6}) (1 + 0)$

Schritt 2.10

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 2.10.1

Addiere $1$ und $0$ .

$2 \sec^{2} (x - \frac{π}{6}) \tan (x - \frac{π}{6}) \cdot 1$

Schritt 2.10.2

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$f'' (x) = 2 \sec^{2} (x - \frac{π}{6}) \tan (x - \frac{π}{6})$

Schritt 3

Bestimme die dritte Ableitung.

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Schritt 3.1

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 \sec^{2} (x - \frac{π}{6}) \tan (x - \frac{π}{6})$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [\sec^{2} (x - \frac{π}{6}) \tan (x - \frac{π}{6})]$ .

$2 \frac{d}{d x} [\sec^{2} (x - \frac{π}{6}) \tan (x - \frac{π}{6})]$

Schritt 3.2

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 $f (x) = \sec^{2} (x - \frac{π}{6})$ und $g (x) = \tan (x - \frac{π}{6})$ .

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

Schritt 3.3

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

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Schritt 3.3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{1}$ durch $x - \frac{π}{6}$ .

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

Schritt 3.3.2

Die Ableitung von $\tan (u_{1})$ nach $u_{1}$ ist $\sec^{2} (u_{1})$ .

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

Schritt 3.3.3

Ersetze alle $u_{1}$ durch $x - \frac{π}{6}$ .

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

Schritt 3.4

Multipliziere $\sec^{2} (x - \frac{π}{6})$ mit $\sec^{2} (x - \frac{π}{6})$ durch Addieren der Exponenten.

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Schritt 3.4.1

Bewege $\sec^{2} (x - \frac{π}{6})$ .

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

Schritt 3.4.2

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

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

Schritt 3.4.3

Addiere $2$ und $2$ .

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

Schritt 3.5

Differenziere.

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Schritt 3.5.1

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

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

Schritt 3.5.2

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

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

Schritt 3.5.3

Da $- \frac{π}{6}$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- \frac{π}{6}$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$2 (\sec^{4} (x - \frac{π}{6}) (1 + 0) + \tan (x - \frac{π}{6}) \frac{d}{d x} [\sec^{2} (x - \frac{π}{6})])$

Schritt 3.5.4

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 3.5.4.1

Addiere $1$ und $0$ .

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

Schritt 3.5.4.2

Mutltipliziere $\sec^{4} (x - \frac{π}{6})$ mit $1$ .

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

Schritt 3.6

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 $g (x) = \sec (x - \frac{π}{6})$ .

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Schritt 3.6.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{2}$ durch $\sec (x - \frac{π}{6})$ .

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

Schritt 3.6.2

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

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

Schritt 3.6.3

Ersetze alle $u_{2}$ durch $\sec (x - \frac{π}{6})$ .

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

Schritt 3.7

Bringe $2$ auf die linke Seite von $\tan (x - \frac{π}{6})$ .

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

Schritt 3.8

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

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Schritt 3.8.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{3}$ durch $x - \frac{π}{6}$ .

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

Schritt 3.8.2

Die Ableitung von $\sec (u_{3})$ nach $u_{3}$ ist $\sec (u_{3}) \tan (u_{3})$ .

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

Schritt 3.8.3

Ersetze alle $u_{3}$ durch $x - \frac{π}{6}$ .

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

Schritt 3.9

Potenziere $\tan (x - \frac{π}{6})$ mit $1$ .

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

Schritt 3.10

Potenziere $\tan (x - \frac{π}{6})$ mit $1$ .

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

Schritt 3.11

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

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

Schritt 3.12

Addiere $1$ und $1$ .

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

Schritt 3.13

Potenziere $\sec (x - \frac{π}{6})$ mit $1$ .

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

Schritt 3.14

Potenziere $\sec (x - \frac{π}{6})$ mit $1$ .

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

Schritt 3.15

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

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

Schritt 3.16

Addiere $1$ und $1$ .

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

Schritt 3.17

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

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

Schritt 3.18

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

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

Schritt 3.19

Da $- \frac{π}{6}$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $- \frac{π}{6}$ bezüglich $x$ gleich $0$ .

$2 (\sec^{4} (x - \frac{π}{6}) + 2 \tan^{2} (x - \frac{π}{6}) \sec^{2} (x - \frac{π}{6}) (1 + 0))$

Schritt 3.20

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 3.20.1

Addiere $1$ und $0$ .

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

Schritt 3.20.2

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$2 (\sec^{4} (x - \frac{π}{6}) + 2 \tan^{2} (x - \frac{π}{6}) \sec^{2} (x - \frac{π}{6}))$

Schritt 3.21

Vereinfache.

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Schritt 3.21.1

Wende das Distributivgesetz an.

$2 \sec^{4} (x - \frac{π}{6}) + 2 (2 \tan^{2} (x - \frac{π}{6}) \sec^{2} (x - \frac{π}{6}))$

Schritt 3.21.2

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$2 \sec^{4} (x - \frac{π}{6}) + 4 \tan^{2} (x - \frac{π}{6}) \sec^{2} (x - \frac{π}{6})$

Schritt 3.21.3

Stelle die Terme um.

$f''' (x) = 4 \sec^{2} (x - \frac{π}{6}) \tan^{2} (x - \frac{π}{6}) + 2 \sec^{4} (x - \frac{π}{6})$