Mathematische Übungsbeispiele: Differentialrechnung Rechenweg

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Differentialrechnung Rechenweg

Die einfachste Ableitung der Welt

Gegeben ist die Funktion g(x)=x2. Berechne die Ableitung g(x) und ermittle ihre Werte g(0), g(3) und g(5).


    g(x)=2×x
    g(0)=2×0=0  
    g(3)=2×3=6
   
    ...

Ableitung in der Summe

Gegeben ist die Funktion g(x)=5x3+7x2+11x+10. Berechne die Ableitung g(x) und ermittle die Werte g(1), g(1) und g(2).

  Nach der Summenformel werden die einzelnen Terme separat
  abgeleitet und zusammen gezählt.
  g(x)=15x2+14x+11 
  g(1)=15(1)2+14(1)+11
  ... 

x Quadrat plus eins hoch zehn

Gegeben ist die Funktion h(x)=(x2+1)10. Berechne die Ableitung h(x) und ermittle die Werte h(1), h(0) und h(1).

   Nach der Kettenregel wird eine geschachtelte Funktion 
   mit der Formel (f(g))=f(g)g abgeleitet.
   Die äußere Funktion ist hier "hoch 10" die innere Funktion ist x2+1
   h(x)=10(x2+1)9f(g)(2x)g
   h(1)=10((1)2+1)92(1)=10(29)(2)=102040
   ...

x mal Sinus x durch x Quadrat plus 1

Gegeben sei die Funktion g(x)=xsinxx2+1 Berechne g(x) und ermittle die Werte g(π) und g(π/2) (auf vier Stellen hinter dem Komma; rechne sin und cos mit Bogenmaß)

   Nach der Quotientenregel formen wir aus dem rechten Ausdruck zunächst 
   (xsinx)(x2+1)(xsinx)(x2+1)(x2+1)2
   Dann leiten wir die einzelnen Teilausdrücke ab
   (1sinx+xcosx)(x2+1)(xsinx)2x(x2+1)2
   Wir multiplizieren die Terme oben aus
   x2sinx+x3cosx+sinx+xcosx2x2sinx(x2+1)2
   und vereinfachen zu 
   x3cosx+sinx+xcosxx2sinx(x2+1)2
   Die Ableitung ist somit
    g(x)=x3cosx+sinx+xcosxx2sinx(x2+1)2