Lösung zur Ableitung der Formel
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Start der Ableitung
Gelb: Dieser Teil wird ersetzt. Grün: Das ist der neue Ausdruck.
- $u = x$
- $v = \log_{2}{\left(x\right)}$
Warum dieser Schritt? Zuerst: Ableitung des ersten Faktors mal unveränderter zweiter Faktor. Dazu kommt der unveränderte erste Faktor mal Ableitung des zweiten. Die beiden Ableitungen werden nicht einfach miteinander multipliziert.
🧮 Aktueller Ausdruck
✨ Nach Produktregel
Warum dieser Schritt? Erhöht sich x um 1, erhöht sich auch der Wert dieses Terms um 1. Daher ist die Ableitung von x gleich 1.
🧮 Aktueller Ausdruck
✨ Nach Ableitung der Variablen
Warum dieser Schritt? Multiplikation oder Division durch 1 lässt den Wert unverändert.
🧮 Aktueller Ausdruck
✨ Nach Faktor 1 entfernen
- $u = x$
- $b = 2$
Warum dieser Schritt? Wir wenden die Logarithmusregel für die angegebene feste Basis an. Im Zähler steht die noch offene innere Ableitung, im Nenner das Argument mal natürlicher Logarithmus der Basis.
🧮 Aktueller Ausdruck
✨ Nach Kettenregel für den Logarithmus zur Basis b
Warum dieser Schritt? Beim Multiplizieren darf die Reihenfolge der Faktoren geändert werden (Kommutativgesetz). Üblich ist: Zahl, dann Konstanten, dann Potenzen der Variablen, dann die übrigen Faktoren.
🧮 Aktueller Ausdruck
✨ Nach Faktoren ordnen
Warum dieser Schritt? Erhöht sich x um 1, erhöht sich auch der Wert dieses Terms um 1. Daher ist die Ableitung von x gleich 1.
🧮 Aktueller Ausdruck
✨ Nach Ableitung der Variablen
Warum dieser Schritt? Ein Faktor vor einem Bruch wird mit dem Zähler multipliziert. So entsteht ein einziger Bruch.
🧮 Aktueller Ausdruck
✨ Nach Zu einem Bruch zusammenfassen
Warum dieser Schritt? Derselbe Faktor steht im Zähler und im Nenner. Beim Kürzen werden die Exponenten subtrahiert. Stellen, an denen dieser Faktor 0 ist, bleiben wegen der ursprünglichen Bedingungen ausgeschlossen.
🧮 Aktueller Ausdruck
✨ Nach Gemeinsamen Faktor kürzen
- $x>0$ – Das Logarithmusargument muss positiv sein.
Die Formel gilt auf den angegebenen Bereichen. Randstellen und Übergänge benötigen gegebenenfalls eine eigene Prüfung; dies ist keine vollständige Bestimmung des Definitionsbereichs.
Abgleich des Ergebnisses mit dem Computeralgebrasystem Maxima:
Abgleich Rechenweg ↔ Maxima: symbolisch bestätigt