Analysis Beispiele

$f (x) = x^{2} e^{2 x}$

Schritt 1

Bestimme die erste Ableitung.

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Schritt 1.1

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 $f (x) = x^{2}$ und $g (x) = e^{2 x}$ .

$x^{2} \frac{d}{d x} [e^{2 x}] + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 1.2

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

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Schritt 1.2.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u$ durch $2 x$ .

$x^{2} (\frac{d}{d u} [e^{u}] \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 1.2.2

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u} [a^{u}]$ gleich $a^{u} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

$x^{2} (e^{u} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 1.2.3

Ersetze alle $u$ durch $2 x$ .

$x^{2} (e^{2 x} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 1.3

Differenziere.

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Schritt 1.3.1

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$x^{2} (e^{2 x} (2 \frac{d}{d x} [x])) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 1.3.2

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

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

Schritt 1.3.3

Vereinfache den Ausdruck.

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Schritt 1.3.3.1

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$x^{2} (e^{2 x} \cdot 2) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 1.3.3.2

Bringe $2$ auf die linke Seite von $e^{2 x}$ .

$x^{2} (2 \cdot e^{2 x}) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]$

Schritt 1.3.4

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

$x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)$

Schritt 1.4

Vereinfache.

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Schritt 1.4.1

Stelle die Terme um.

$2 e^{2 x} x^{2} + 2 e^{2 x} x$

Schritt 1.4.2

Stelle die Faktoren in $2 e^{2 x} x^{2} + 2 e^{2 x} x$ um.

$f' (x) = 2 x^{2} e^{2 x} + 2 x e^{2 x}$

Schritt 2

Bestimme die zweite Ableitung.

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Schritt 2.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $2 x^{2} e^{2 x} + 2 x e^{2 x}$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [2 x^{2} e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 x e^{2 x}]$ .

$\frac{d}{d x} [2 x^{2} e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 x e^{2 x}]$

Schritt 2.2

Berechne $\frac{d}{d x} [2 x^{2} e^{2 x}]$ .

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Schritt 2.2.1

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x^{2} e^{2 x}$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x^{2} e^{2 x}]$ .

$2 \frac{d}{d x} [x^{2} e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 x e^{2 x}]$

Schritt 2.2.2

$2 (x^{2} \frac{d}{d x} [e^{2 x}] + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [2 x e^{2 x}]$

Schritt 2.2.3

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

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Schritt 2.2.3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{1}$ durch $2 x$ .

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

Schritt 2.2.3.2

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ gleich $a^{u_{1}} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

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

Schritt 2.2.3.3

Ersetze alle $u_{1}$ durch $2 x$ .

$2 (x^{2} (e^{2 x} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [2 x e^{2 x}]$

Schritt 2.2.4

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 (x^{2} (e^{2 x} (2 \frac{d}{d x} [x])) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [2 x e^{2 x}]$

Schritt 2.2.5

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

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

Schritt 2.2.6

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

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

Schritt 2.2.7

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$2 (x^{2} (e^{2 x} \cdot 2) + e^{2 x} (2 x)) + \frac{d}{d x} [2 x e^{2 x}]$

Schritt 2.2.8

Bringe $2$ auf die linke Seite von $e^{2 x}$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + \frac{d}{d x} [2 x e^{2 x}]$

Schritt 2.3

Berechne $\frac{d}{d x} [2 x e^{2 x}]$ .

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Schritt 2.3.1

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x e^{2 x}$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x e^{2 x}]$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 \frac{d}{d x} [x e^{2 x}]$

Schritt 2.3.2

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 $f (x) = x$ und $g (x) = e^{2 x}$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 (x \frac{d}{d x} [e^{2 x}] + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x])$

Schritt 2.3.3

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

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Schritt 2.3.3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{2}$ durch $2 x$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (\frac{d}{d u_{2}} [e^{u_{2}}] \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x])$

Schritt 2.3.3.2

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{2}} [a^{u_{2}}]$ gleich $a^{u_{2}} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (e^{u_{2}} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x])$

Schritt 2.3.3.3

Ersetze alle $u_{2}$ durch $2 x$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (e^{2 x} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x])$

Schritt 2.3.4

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (e^{2 x} (2 \frac{d}{d x} [x])) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x])$

Schritt 2.3.5

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

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

Schritt 2.3.6

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

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (e^{2 x} (2 \cdot 1)) + e^{2 x} \cdot 1)$

Schritt 2.3.7

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (e^{2 x} \cdot 2) + e^{2 x} \cdot 1)$

Schritt 2.3.8

Bringe $2$ auf die linke Seite von $e^{2 x}$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (2 \cdot e^{2 x}) + e^{2 x} \cdot 1)$

Schritt 2.3.9

Mutltipliziere $e^{2 x}$ mit $1$ .

$2 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x})$

Schritt 2.4

Vereinfache.

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Schritt 2.4.1

Wende das Distributivgesetz an.

$2 (x^{2} (2 e^{2 x})) + 2 (e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x})$

Schritt 2.4.2

Wende das Distributivgesetz an.

$2 (x^{2} (2 e^{2 x})) + 2 (e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (2 e^{2 x})) + 2 e^{2 x}$

Schritt 2.4.3

Vereine die Terme

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Schritt 2.4.3.1

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$4 (x^{2} (e^{2 x})) + 2 (e^{2 x} (2 x)) + 2 (x (2 e^{2 x})) + 2 e^{2 x}$

Schritt 2.4.3.2

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$4 x^{2} e^{2 x} + 4 (e^{2 x} (x)) + 2 (x (2 e^{2 x})) + 2 e^{2 x}$

Schritt 2.4.3.3

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$4 x^{2} e^{2 x} + 4 e^{2 x} x + 4 (x (e^{2 x})) + 2 e^{2 x}$

Schritt 2.4.3.4

Addiere $4 e^{2 x} x$ und $4 x e^{2 x}$ .

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Schritt 2.4.3.4.1

Bewege $e^{2 x}$ .

$4 x^{2} e^{2 x} + 4 x e^{2 x} + 4 x e^{2 x} + 2 e^{2 x}$

Schritt 2.4.3.4.2

Addiere $4 x e^{2 x}$ und $4 x e^{2 x}$ .

$4 x^{2} e^{2 x} + 8 x e^{2 x} + 2 e^{2 x}$

Schritt 2.4.4

Stelle die Terme um.

$4 e^{2 x} x^{2} + 8 e^{2 x} x + 2 e^{2 x}$

Schritt 2.4.5

Stelle die Faktoren in $4 e^{2 x} x^{2} + 8 e^{2 x} x + 2 e^{2 x}$ um.

$f'' (x) = 4 x^{2} e^{2 x} + 8 x e^{2 x} + 2 e^{2 x}$

Schritt 3

Bestimme die dritte Ableitung.

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Schritt 3.1

Gemäß der Summenregel ist die Ableitung von $4 x^{2} e^{2 x} + 8 x e^{2 x} + 2 e^{2 x}$ nach $x$ $\frac{d}{d x} [4 x^{2} e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$ .

$\frac{d}{d x} [4 x^{2} e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2

Berechne $\frac{d}{d x} [4 x^{2} e^{2 x}]$ .

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Schritt 3.2.1

Da $4$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $4 x^{2} e^{2 x}$ nach $x$ gleich $4 \frac{d}{d x} [x^{2} e^{2 x}]$ .

$4 \frac{d}{d x} [x^{2} e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2.2

$4 (x^{2} \frac{d}{d x} [e^{2 x}] + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2.3

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

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Schritt 3.2.3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{1}$ durch $2 x$ .

$4 (x^{2} (\frac{d}{d u_{1}} [e^{u_{1}}] \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2.3.2

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{1}} [a^{u_{1}}]$ gleich $a^{u_{1}} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

$4 (x^{2} (e^{u_{1}} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2.3.3

Ersetze alle $u_{1}$ durch $2 x$ .

$4 (x^{2} (e^{2 x} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2.4

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$4 (x^{2} (e^{2 x} (2 \frac{d}{d x} [x])) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2.5

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

$4 (x^{2} (e^{2 x} (2 \cdot 1)) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x^{2}]) + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2.6

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

$4 (x^{2} (e^{2 x} (2 \cdot 1)) + e^{2 x} (2 x)) + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2.7

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$4 (x^{2} (e^{2 x} \cdot 2) + e^{2 x} (2 x)) + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.2.8

Bringe $2$ auf die linke Seite von $e^{2 x}$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + \frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3

Berechne $\frac{d}{d x} [8 x e^{2 x}]$ .

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Schritt 3.3.1

Da $8$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $8 x e^{2 x}$ nach $x$ gleich $8 \frac{d}{d x} [x e^{2 x}]$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 \frac{d}{d x} [x e^{2 x}] + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.2

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x \frac{d}{d x} [e^{2 x}] + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.3

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

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Schritt 3.3.3.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{2}$ durch $2 x$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (\frac{d}{d u_{2}} [e^{u_{2}}] \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.3.2

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{2}} [a^{u_{2}}]$ gleich $a^{u_{2}} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (e^{u_{2}} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.3.3

Ersetze alle $u_{2}$ durch $2 x$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (e^{2 x} \frac{d}{d x} [2 x]) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.4

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (e^{2 x} (2 \frac{d}{d x} [x])) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.5

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

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (e^{2 x} (2 \cdot 1)) + e^{2 x} \frac{d}{d x} [x]) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.6

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

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (e^{2 x} (2 \cdot 1)) + e^{2 x} \cdot 1) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.7

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (e^{2 x} \cdot 2) + e^{2 x} \cdot 1) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.8

Bringe $2$ auf die linke Seite von $e^{2 x}$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 \cdot e^{2 x}) + e^{2 x} \cdot 1) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.3.9

Mutltipliziere $e^{2 x}$ mit $1$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + \frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$

Schritt 3.4

Berechne $\frac{d}{d x} [2 e^{2 x}]$ .

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Schritt 3.4.1

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 e^{2 x}$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [e^{2 x}]$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 2 \frac{d}{d x} [e^{2 x}]$

Schritt 3.4.2

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

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Schritt 3.4.2.1

Um die Kettenregel anzuwenden, ersetze $u_{3}$ durch $2 x$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 2 (\frac{d}{d u_{3}} [e^{u_{3}}] \frac{d}{d x} [2 x])$

Schritt 3.4.2.2

Differenziere unter Anwendung der Exponentialregel, die besagt, dass $\frac{d}{d u_{3}} [a^{u_{3}}]$ gleich $a^{u_{3}} \ln (a)$ ist, wobei $a$ = $e$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 2 (e^{u_{3}} \frac{d}{d x} [2 x])$

Schritt 3.4.2.3

Ersetze alle $u_{3}$ durch $2 x$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 2 (e^{2 x} \frac{d}{d x} [2 x])$

Schritt 3.4.3

Da $2$ konstant bezüglich $x$ ist, ist die Ableitung von $2 x$ nach $x$ gleich $2 \frac{d}{d x} [x]$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 2 (e^{2 x} (2 \frac{d}{d x} [x]))$

Schritt 3.4.4

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

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 2 (e^{2 x} (2 \cdot 1))$

Schritt 3.4.5

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 2 (e^{2 x} \cdot 2)$

Schritt 3.4.6

Bringe $2$ auf die linke Seite von $e^{2 x}$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 2 (2 \cdot e^{2 x})$

Schritt 3.4.7

Mutltipliziere $2$ mit $2$ .

$4 (x^{2} (2 e^{2 x}) + e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 4 e^{2 x}$

Schritt 3.5

Vereinfache.

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Schritt 3.5.1

Wende das Distributivgesetz an.

$4 (x^{2} (2 e^{2 x})) + 4 (e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x}) + e^{2 x}) + 4 e^{2 x}$

Schritt 3.5.2

Wende das Distributivgesetz an.

$4 (x^{2} (2 e^{2 x})) + 4 (e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x})) + 8 e^{2 x} + 4 e^{2 x}$

Schritt 3.5.3

Vereine die Terme

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Schritt 3.5.3.1

Mutltipliziere $2$ mit $4$ .

$8 (x^{2} (e^{2 x})) + 4 (e^{2 x} (2 x)) + 8 (x (2 e^{2 x})) + 8 e^{2 x} + 4 e^{2 x}$

Schritt 3.5.3.2

Mutltipliziere $2$ mit $4$ .

$8 x^{2} e^{2 x} + 8 (e^{2 x} (x)) + 8 (x (2 e^{2 x})) + 8 e^{2 x} + 4 e^{2 x}$

Schritt 3.5.3.3

Mutltipliziere $2$ mit $8$ .

$8 x^{2} e^{2 x} + 8 e^{2 x} x + 16 (x (e^{2 x})) + 8 e^{2 x} + 4 e^{2 x}$

Schritt 3.5.3.4

Addiere $8 e^{2 x} x$ und $16 x e^{2 x}$ .

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Schritt 3.5.3.4.1

Bewege $e^{2 x}$ .

$8 x^{2} e^{2 x} + 8 x e^{2 x} + 16 x e^{2 x} + 8 e^{2 x} + 4 e^{2 x}$

Schritt 3.5.3.4.2

Addiere $8 x e^{2 x}$ und $16 x e^{2 x}$ .

$8 x^{2} e^{2 x} + 24 x e^{2 x} + 8 e^{2 x} + 4 e^{2 x}$

Schritt 3.5.3.5

Addiere $8 e^{2 x}$ und $4 e^{2 x}$ .

$8 x^{2} e^{2 x} + 24 x e^{2 x} + 12 e^{2 x}$

Schritt 3.5.4

Stelle die Terme um.

$8 e^{2 x} x^{2} + 24 e^{2 x} x + 12 e^{2 x}$

Schritt 3.5.5

Stelle die Faktoren in $8 e^{2 x} x^{2} + 24 e^{2 x} x + 12 e^{2 x}$ um.

$f''' (x) = 8 x^{2} e^{2 x} + 24 x e^{2 x} + 12 e^{2 x}$

Schritt 4

Die dritte Ableitung von $f (x)$ nach $x$ ist $8 x^{2} e^{2 x} + 24 x e^{2 x} + 12 e^{2 x}$ .

$8 x^{2} e^{2 x} + 24 x e^{2 x} + 12 e^{2 x}$