Ableitung von der x-ten Wurzel von x, Lösung

Aufrufe: 902     Aktiv: 27.03.2020 um 12:35

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Hallo Leute,

f5(x) soll abgeleitet werden. Ich verstehe die Lösung überhaupt nicht, könnte mir die jemand Schitt für Schritt erklären? Ich wäre sehr dankbar.. ^^

 

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Student, Punkte: 370

 
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Also erstmal \(\sqrt[x]x=x^{\frac1x}\) per Definition. Da \(\ln x\) die Umkehrfunktion von \(e^x\) ist, gilt \(e^{\ln x}=x\), folglich ist \(x^{\frac1x}=(e^{\ln x})^{\frac1x}\).

Der nächste Schritt ist einfach das Potenzgesetz \((a^m)^n=a^{m\cdot n}\) mit \(a=e,m=\ln x, n=\frac1x\).

Jetzt geht es ans Ableiten, und zwar mit der Kettenregel \([u(v(x))]'=u'(v(x))\cdot v'(x)\). Hier ist \(u(x)=e^x\) und \(v(x)=\frac{\ln x}x\). Die Ableitung der \(e\)-Funktion ist sie selbst, sodass \(u'(v(x))=e^{\frac{\ln x}x}\), und \(v'(x)\) wird erst mal genau so hingeschrieben.

Im letzten Schritt wird \(e^{\frac{\ln x}x}\) wieder zu \(x^{\frac1x}\) umgeschrieben und mithilfe der Quotientenregel die Ableitung von \(\frac{\ln x}x\) berechnet:

\(\left(\frac{\ln x}x\right)'=\frac{(\ln x)'\cdot x-\ln x\cdot x'}{x^2}=\frac{\frac1x\cdot x-\ln x\cdot 1}{x^2}=\frac{1-\ln x}{x^2}\).

Ich hoffe, das klärt alle Fragen. Ansonsten frag gern nochmal nach :)

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Student, Punkte: 5.33K

 

Ich habe die ganze Rechnung verstanden, außer wieso man das \(x=e^(lnx)\) eintauscht. Mein erster Ansatz war das "x" so zu lassen, wie es ist. Ich hätte dann \(x^(1/x) = 1/x*x^(1/x-1) = x^((1/x)-x/x) = x^((1-x)/x)\)   ─   kamil 27.03.2020 um 11:59

Das Problem ist, dass du \(x^{\frac1x}\) nicht einfach mit der normalen Potenzregel ableiten kannst. Das darfst du nur, wenn im Exponenten eine Zahl steht und keine Variable.
Ebenso wenig kann man hier die Ableitung von Potenzfunktionen \([a^x]'=\ln a\cdot a^x\) verwenden, weil dazu die Basis eine Zahl und keine Variable sein muss.
Da hier sowohl Basis als auch Exponent eine Variable ist, gibt es keine Regel, die uns direkt erlaubt, das abzuleiten. Wir müssen den Term erst so umschreiben, dass das \(x\) nur im Exponenten steht.
  ─   sterecht 27.03.2020 um 12:07

Asoo. Ich dachte es ginge irgendwie, wie es mit Polynomen so ist, also \(a^x"=x*a^(x-1)\) .. anscheinend nicht, wieso auch immer , die Regel mit " ln " muss ich mir noch angucken, Danke :)   ─   kamil 27.03.2020 um 12:33

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