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DE - Sprache: Deutsch

Lektion 2 von 3 · 15 min

Ableitungsregeln und die wichtigsten Ableitungen

Die Ableitungen der Grundfunktionen sowie Faktor-, Summen-, Produkt- und Quotientenregel - mit drei Beispielen.

Ableitungen der Grundfunktionen

Alle diese Formeln lassen sich mit der Definition aus der letzten Lektion herleiten. Am besten lernst du sie auswendig.

Funktion f(x)f(x) Ableitung f′(x)f'(x) Hinweis
cc (Konstante) 00
xnx^n nxn−1n x^{n-1}
x\sqrt{x} 12x\dfrac{1}{2\sqrt{x}} für x>0x > 0
sin⁡x\sin x cos⁡x\cos x
cos⁡x\cos x −sin⁡x-\sin x
exe^x exe^x
ln⁡x\ln x 1x\dfrac{1}{x} für x>0x > 0

Ableitungsregeln

Für differenzierbare Funktionen ff und gg und eine Konstante cc gilt:

(c⋅f)′=c⋅f′(f±g)′=f′±g′(c \cdot f)' = c \cdot f' \qquad (f \pm g)' = f' \pm g'
(f⋅g)′=f′g+fg′(fg)′=f′g−fg′g2,g≠0(f \cdot g)' = f' g + f g' \qquad \left(\frac{f}{g}\right)' = \frac{f' g - f g'}{g^2}, \quad g \neq 0

Der Reihe nach sind das die Faktorregel, die Summenregel (mit Minus: Differenzregel), die Produktregel und die Quotientenregel. Ein häufiger Fehler: Die Ableitung eines Produkts ist nicht das Produkt der Ableitungen.

Beispiel 1: ein Polynom

f(x)=4x3−5x+2⇒f′(x)=12x2−5f(x) = 4x^3 - 5x + 2 \quad \Rightarrow \quad f'(x) = 12x^2 - 5

Jeder Summand wird einzeln abgeleitet: (4x3)′=12x2(4x^3)' = 12x^2, (−5x)′=−5(-5x)' = -5, und die Ableitung der Konstanten 22 ist 00.

Beispiel 2: ein Produkt

f(x)=x2sin⁡x⇒f′(x)=2xsin⁡x+x2cos⁡xf(x) = x^2 \sin x \quad \Rightarrow \quad f'(x) = 2x \sin x + x^2 \cos x

Beispiel 3: ein Quotient

f(x)=xx+1⇒f′(x)=1⋅(x+1)−x⋅1(x+1)2=1(x+1)2f(x) = \frac{x}{x + 1} \quad \Rightarrow \quad f'(x) = \frac{1 \cdot (x + 1) - x \cdot 1}{(x + 1)^2} = \frac{1}{(x + 1)^2}

für x≠−1x \neq -1.

Quellen

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  1. Serlo - Ableitung berechnen (Ableitungen von Potenzfunktionen, e-Funktion, ln x, sin x und cos x; Faktor-, Summen-, Produkt- und Quotientenregel) · CC BY-SA 4.0
  2. Serlo - Ableiten von Potenzfunktionen (Potenzregel, auch für Wurzeln als Potenzen mit Bruch im Exponenten) · CC BY-SA 4.0
  3. Serlo - Summenregel (jeden Summanden einzeln ableiten, eine Konstante hat die Ableitung 0) · CC BY-SA 4.0
  4. Serlo - Produktregel (Produktregel, Beispiel x² · sin x) · CC BY-SA 4.0
  5. Serlo - Quotientenregel (Ableitung eines Quotienten) · CC BY-SA 4.0
  6. TU Braunschweig - Michael Herrmann, Skript Analysis für Elektrotechnik (2024), Kap. 5.1 (Ableitungen von Potenzen, exp, sin, cos und ln; Linearität, Produkt- und Quotientenregel) · CC BY-SA 4.0
  7. Wikibooks - Mathe für Nicht-Freaks: Ableitungsregeln (Faktor-, Summen- und Differenzen-, Produkt- und Quotientenregel; Ableitung der Wurzel) · CC BY-SA 4.0