Lösung zur Ableitung der Formel
Eingabefunktion
$$2^{x}\,x^{3}$$
Start der Ableitung
$$\frac{d}{dx}{\left[x^{3} \cdot 2^{x}\right]}$$
Schritt 1 — Produktregel
📖 Regel
$$\frac{d}{dx}(u \cdot v)=u'v+uv'$$
Mit:
- $u = x^{3}$
- $v = 2^{x}$
🧮 Aktueller Ausdruck
$$\bbox[yellow, padding:0.12em 0.22em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\frac{d}{dx}{\left[x^{3} \cdot 2^{x}\right]}\,}}}$$
✨ Nach Produktregel
$$\bbox[yellow, padding:0.12em 0.22em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\frac{d}{dx}{\left[x^{3}\right]} \cdot 2^{x} + x^{3}\,\frac{d}{dx}{\left[2^{x}\right]}\,}}}$$
Schritt 2 — Potenzregel (Spezialfall)
📖 Regel
$$\frac{d}{dx}\left(u^{c}\right)=c\,u^{c-1}$$
Mit:
- $u = x$
- $c = 3$
🧮 Aktueller Ausdruck
$$\bbox[yellow, padding:0.12em 0.22em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\frac{d}{dx}{\left[x^{3}\right]}\,}}} \cdot 2^{x} + x^{3}\,\frac{d}{dx}{\left[2^{x}\right]}$$
✨ Nach Potenzregel (Spezialfall)
$$\bbox[yellow, padding:0.12em 0.22em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,3\,x^{3 - 1}\,}}} \cdot 2^{x} + x^{3}\,\frac{d}{dx}{\left[2^{x}\right]}$$
🧹 Vereinfacht
$$3\,x^{\bbox[lightgreen, padding:0.12em 0.22em]{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,2\,}} \cdot 2^{x} + x^{3}\,\frac{d}{dx}{\left[2^{x}\right]}$$
Schritt 3 — Kettenregel (Exponentialfunktion, konstante Basis)
📖 Regel
$$\frac{d}{dx}\left(a^{u}\right)=a^{u}\,\ln(a)\,u'$$
Mit:
- $a = 2$
- $u = x$
🧮 Aktueller Ausdruck
$$3\,x^{2} \cdot 2^{x} + x^{3} \cdot \bbox[yellow, padding:0.12em 0.22em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\frac{d}{dx}{\left[2^{x}\right]}\,}}}$$
✨ Nach Kettenregel (Exponentialfunktion, konstante Basis)
$$3\,x^{2} \cdot 2^{x} + x^{3} \cdot \bbox[yellow, padding:0.12em 0.22em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,2^{x}\,\ln\left(2\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x\right]}\,}}}$$
🧹 Vereinfacht
$$3\,x^{2} \cdot 2^{x} + x^{3} \cdot \bbox[lightgreen, padding:0.12em 0.22em]{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\ln\left(2\right) \cdot 2^{x}\,}\,\frac{d}{dx}{\left[x\right]}$$
Schritt 4 — Ableitung der Variablen
📖 Regel
$$\frac{d}{dx}(x)=1$$
🧮 Aktueller Ausdruck
$$3\,x^{2} \cdot 2^{x} + x^{3} \cdot \ln\left(2\right) \cdot 2^{x} \cdot \bbox[yellow, padding:0.12em 0.22em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\frac{d}{dx}{\left[x\right]}\,}}}$$
✨ Nach Ableitung der Variablen
$$3\,x^{2} \cdot 2^{x} + x^{3} \cdot \ln\left(2\right) \cdot 2^{x} \cdot \bbox[yellow, padding:0.12em 0.22em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,1\,}}}$$
🧹 Vereinfacht
$$3\,x^{2} \cdot 2^{x} + \bbox[lightgreen, padding:0.12em 0.22em]{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\ln\left(2\right)\,x^{3} \cdot 2^{x}\,}$$
Endergebnis
$$\log\left(2\right) \cdot x^{3} \cdot 2^{x} + 3 \cdot x^{2} \cdot 2^{x}$$
Direkt berechnet (Maxima)
Abgleich des Ergebnisses mit dem Computeralgebrasystem Maxima:
$$\log\left(2\right) \cdot x^{3} \cdot 2^{x} + 3 \cdot x^{2} \cdot 2^{x}$$
Abgleich Schrittfolge ↔︎ Maxima: gleich (true)