Analysis Beispiele

$\sqrt{2 x + 2 y} = 6 x$

Schritt 1

Benutze $\sqrt[n]{a^{x}} = a^{\frac{x}{n}}$ , um $\sqrt{2 x + 2 y}$ als ${(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}$ neu zu schreiben.

${(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}} = 6 x$

Schritt 2

Differenziere beide Seiten der Gleichung.

$\frac{d}{d x} ({(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}) = \frac{d}{d x} (6 x)$

Schritt 3

Differenziere die linke Seite der Gleichung.

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Schritt 3.1

Differenziere unter Anwendung der Kettenregel, die besagt, dass $\frac{d}{d x} [f (g (x))]$ ist $f' (g (x)) g' (x)$ , mit $f (x) = x^{\frac{1}{2}}$ und $g (x) = 2 x + 2 y$ .

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Schritt 3.1.1

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

$\frac{d}{d u} [u^{\frac{1}{2}}] \frac{d}{d x} [2 x + 2 y]$

Schritt 3.1.2

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

$\frac{1}{2} u^{\frac{1}{2} - 1} \frac{d}{d x} [2 x + 2 y]$

Schritt 3.1.3

Ersetze alle $u$ durch $2 x + 2 y$ .

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

Schritt 3.2

Um $- 1$ als Bruch mit einem gemeinsamen Nenner zu schreiben, multipliziere mit $\frac{2}{2}$ .

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

Schritt 3.3

Kombiniere $- 1$ und $\frac{2}{2}$ .

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

Schritt 3.4

Vereinige die Zähler über dem gemeinsamen Nenner.

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

Schritt 3.5

Vereinfache den Zähler.

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Schritt 3.5.1

Mutltipliziere $- 1$ mit $2$ .

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

Schritt 3.5.2

Subtrahiere $2$ von $1$ .

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

Schritt 3.6

Kombiniere Brüche.

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Schritt 3.6.1

Ziehe das Minuszeichen vor den Bruch.

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

Schritt 3.6.2

Kombiniere $\frac{1}{2}$ und ${(2 x + 2 y)}^{- \frac{1}{2}}$ .

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

Schritt 3.6.3

Bringe ${(2 x + 2 y)}^{- \frac{1}{2}}$ in den Nenner mit Hilfe der Regel des negativen Exponenten $b^{- n} = \frac{1}{b^{n}}$ .

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

Schritt 3.7

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

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

Schritt 3.8

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

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

Schritt 3.9

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

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

Schritt 3.10

Mutltipliziere $2$ mit $1$ .

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

Schritt 3.11

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

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

Schritt 3.12

Schreibe $\frac{d}{d x} [y]$ als $y'$ um.

$\frac{1}{2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}} (2 + 2 y')$

Schritt 3.13

Vereinfache.

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Schritt 3.13.1

Stelle die Faktoren von $\frac{1}{2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}} (2 + 2 y')$ um.

$(2 + 2 y') \frac{1}{2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 3.13.2

Mutltipliziere $2 + 2 y'$ mit $\frac{1}{2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}}$ .

$\frac{2 + 2 y'}{2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 3.13.3

Faktorisiere $2$ aus $2$ heraus.

$\frac{2 \cdot 1 + 2 y'}{2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 3.13.4

Faktorisiere $2$ aus $2 y'$ heraus.

$\frac{2 \cdot 1 + 2 (y')}{2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 3.13.5

Faktorisiere $2$ aus $2 (1) + 2 (y')$ heraus.

$\frac{2 (1 + y')}{2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 3.13.6

Kürze die gemeinsamen Faktoren.

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Schritt 3.13.6.1

Faktorisiere $2$ aus $2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}$ heraus.

$\frac{2 (1 + y')}{2 ({(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}})}$

Schritt 3.13.6.2

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{2 (1 + y')}{2 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 3.13.6.3

Forme den Ausdruck um.

$\frac{1 + y'}{{(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}}$

Schritt 4

Differenziere die rechte Seite der Gleichung.

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Schritt 4.1

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

$6 \frac{d}{d x} [x]$

Schritt 4.2

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

$6 \cdot 1$

Schritt 4.3

Mutltipliziere $6$ mit $1$ .

$6$

Schritt 5

Forme die Gleichung um durch Gleichsetzen der linken Seite mit der rechten Seite.

$\frac{1 + y'}{{(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}} = 6$

Schritt 6

Löse nach $y'$ auf.

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Schritt 6.1

Multipliziere beide Seiten mit ${(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}$ .

$\frac{1 + y'}{{(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}} {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}} = 6 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}$

Schritt 6.2

Vereinfache die linke Seite.

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Schritt 6.2.1

Vereinfache $\frac{1 + y'}{{(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}} {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}$ .

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Schritt 6.2.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor von ${(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}$ .

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Schritt 6.2.1.1.1

Kürze den gemeinsamen Faktor.

$\frac{1 + y'}{{(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}} {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}} = 6 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}$

Schritt 6.2.1.1.2

Forme den Ausdruck um.

$1 + y' = 6 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}$

Schritt 6.2.1.2

Stelle $1$ und $y'$ um.

$y' + 1 = 6 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}}$

Schritt 6.3

Subtrahiere $1$ von beiden Seiten der Gleichung.

$y' = 6 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}} - 1$

Schritt 7

Ersetze $y'$ durch $\frac{d y}{d x}$ .

$\frac{d y}{d x} = 6 {(2 x + 2 y)}^{\frac{1}{2}} - 1$