Kettenregel Sonderregeln Mathematik

Kettenregel Mathematik

Hallo Experte!

Ich schreiben nächste Woche einen Mathe-Test. Stoff ist Kettenregel und Kurvendiskussion.

Ist beides eigentlich nicht schwer, doch bei der Kettenregel gibt es einige Beispiele die ich nicht verstehe.

Hier ein Link zu den 3 Rechnungen. http://sdrv.ms/ShEEwf

Ich weiß zwar innere vor äußere Ableitung, wie die Formeln gehen - einziges Problem sind Sonderregeln wie diese Beispiele.

Wer sich auskennt, bitte den Rechenweg angeben. Bitte, ich brauche eure Hilfe bei diesen Beispielen.

PS: Keine Hausaufgaben - lediglich Übungen für den Test

hi,

Ich weiß zwar innere vor äußere Ableitung, wie die Formeln
gehen - einziges Problem sind Sonderregeln wie diese
Beispiele.

achtung: „innere ableitung mal äußere ableitung“.
welche ableitung du zuerst bildest, ist an sich egal.

wichtig ist, sich über die verschachtelung („verkettung“) der rechenprozesse klarheit zu verschaffen.

z.b.:

  1. f(x) = ((2x+3)/(2x-3))^(1/2) =
    =\sqrt{\frac{2x+3}{2x-3}}

du hast eine „innere“ funktion (den bruch) und eine äußere, die davon die wurzel zieht.

also z.b.

x ----------\> (x+3)/(x-3)
 =
 z -----------\> Wurzel(z) = z^(1/2)

jetzt musst du die innere funktion hier nach der quotientenregel ableiten und die äußere nach der potenzregel.

  1. im 2. beispiel ist die äußere funktion die quadratfunktion, die innere wieder ein bruch

    x ----------> (x²-1)/(2x+1)

    z -----------> z^2

die innere geh wieder nach quootientenregel, die äußere nach potenzregel. hier also
f’ = 2z * ((x²-1)/(2x+1))’ = …

  1. bei aufgabe 3 ist es umgekehrt. da ist die innere funktion eine wurzel und die äußere ein bruch. du musst also die äußere ableitung nach quotientenregel bilden:
    f’ = (u’ * v - u * v’)/v²
    wobei u(x) der zähler und v(x) der nenner ist.
    und für das v’ brauchst du jetzt die kettenregel.

hth
m.

Hallo wwwexpert,

ich erkläre es Dir an einem anderen Beispiel.

Wenn Du erstens weißt, dass sich

\sqrt{x}

ableitet zu

\frac{1}{2\sqrt{x}}

(das weißt Du, weil es zu den paar Regeln gehört, die Du auswendig gelernt hast) und zweitens dass sich

\frac{5x-2}{3x+8}

ableitet zu

\frac{46}{(3x+8)^2}

(rechne es selbst mit der Quotientenregel nach), dann weißt Du automatisch auch, was die Ableitung der daraus „zusammengesetzten“ Funktion

\sqrt{\frac{5x-2}{3x+8}}

ist, nämlich

\frac{1}{2 \sqrt{\frac{5x-2}{3x+8}}} \cdot \frac{46}{(3x+8)^2}

Entsprechend ist etwas allgemeiner die Ableitung von

\sqrt{\textnormal{irgendein Gemurks wo x drinsteht}}

nach der Kettenregel

\frac{1}{2 \sqrt{\textnormal{Gemurks}}}
\cdot
\textnormal{die Ableitung des Gemurkses}

Oder wenn ich die äußere Funktion von √x etwa gegen 4x7 austausche: Die Ableitung von 4x7 ist 28x6. Also ist die Ableitung von

4:\textnormal{(irgendein Krempel wo x drinsteht)}^7

dann nach der Kettenregel

28:\textnormal{(der Krempel)}^6
\cdot
\textnormal{die Ableitung des Krempels}

Erkennst Du die dahinterstehende Bildungsvorschrift, das Konstruktionsschema? Ja? Gut, dann hast Du auch verstanden, was die Kettenregel

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
die Ableitung von  f(g(x))  ist  f’(g(x)) · g’(x)
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

von Dir will: Sie drückt einfach genau die erwähnte Bildungsvorschrift in Formelnotation aus.

Hier ne Checkliste um die Kettenregel zu meistern:

1 Erstmal musst Du erkennen können, wann überhaupt der Fall zweier ineinandergeschachtelter Funktionen, also die Bauart „Funktion von Funktion“ vorliegt.

2 Als nächstes musst Du die äußere und die innere Funktion identifizieren können. Im Eingangsbeispiel ist die äußere Funktion √x und die innere (5x – 2)/(3x + 8): Siehst Du das?

3 Du musst fähig sein, sowohl von der äußeren als auch von der inneren Funktion die Ableitung auszurechnen mit den jeweils zuständigen, Dir bekannten (weil auswendig gelernten) Regeln für die Ableitung von Potenzen, Wurzeln, Summen, Produkten, Quotienten, e hoch x, ln-Funktion, sin, cos, tan usw.

4 Mit den beiden Ableitungen aus Punkt 3 hast Du schon alles zusammen, um das Ergebnis gemäß der Kettenregel in Rohform hinschreiben zu können.

5 Nun kannst Du diesen Term gegebenenfalls noch vereinfachen durch Ausmultiplizieren, Zusammenfassen, Kürzen etc. Das hat dann mit der Kettenregel als solche aber nix mehr zu tun.

Alle Klarheiten beseitigt? Dann mach Dich ans Werk und versuche Dich selbst an Deinen Aufgaben. Es sind übrigens stinknormale Aufgaben – an keiner ist irgendwas Besonderes dran (was sollte es denn sein?) und deshalb brauchst Du auch keine „Sonderregeln“.

Wenns noch wo hängt, sag hier Bescheid. Viel Spaß!

Gruß
Martin

Hallo Martin! Herzlichen Dank für deine Hilfe!

Ich habe hier tatsächlich noch ein Beispiel bei dem dur mir vielleicht helfen könntest. In der letzten Mathe-Stunde haben wir die Rechnung aufgeschrieben, dann läutete es, und unser Lehrer meinte: Die Erklärung folgt nächste Stunde. Jetzt ist es so dass ich krank bin, und nicht in die Schule kann.

Wenn du mir helfen könntest, wäre ich dir super dankbar. Die Stellen die ich überhaupt nicht verstehe habe ich rot umrahmt.

https://skydrive.live.com/?cid=EEB38F76D4FD745F&id=E…

Vielleicht kannst du mir das nochmal Schritt für Schritt erklären.

Dankeschön (P.S. Wenn du mal was rund um den Computer oder das Internet brauchst, sag bescheid)

Hallo,

Zeile 2: Der Exponent 1/3 vermindert sich beim Ableiten um Eins. 1/3 – 1 = –2/3.

Zeile 3: Hier kommt eine Rechenregel für Potenzen zur Anwendung:

\Big(\frac{a}{b}\Big)^{-c}
= \Big(\frac{b}{a}\Big)^c
= \frac{b^c}{a^c}

Zeile 4: Klingt jetzt vielleicht 'n bissel grob, aber wenn Du das Niveau erreicht hast, auf dem Du mit Ableitungsaufgaben zu tun hast, solltest Du irgendwelche Probleme mit den Rechenregeln für Potenzen und Wurzeln optimalerweise bereits hinter Dir gelassen haben. Ansonsten wärs vielleicht ne gute Idee, „geeignete Maßnahmen“ zu treffen, um diesem Missstand abzuhelfen, auf Deutsch: Lernen → einüben → draufhaben. So kompliziert sind die ja auch nicht, Ableiten ist jedenfalls deutlich anspruchsvoller. In dem unten verlinkten Wikipedia-Artikel gibt es einen Abschnitt „Potenzgesetze“. Darin ist ne Tabelle, die alle Regeln enthält, die Teil Deines mathematischen Wissensrepertoires sein bzw. werden sollten. Dann kannst Du die Vereinfachungen der Terme selbst bewältigen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Potenz_%28Mathematik%29

Have a lot of fun… :smile:

Gruß
Martin