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Ableitung von $$$5 x^{x}$$$
Ähnliche Rechner: Rechner für logarithmische Differentiation, Rechner zur impliziten Differentiation mit Schritten
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\frac{d}{dx} \left(5 x^{x}\right)$$$.
Lösung
Wende die Konstantenfaktorregel $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ mit $$$c = 5$$$ und $$$f{\left(x \right)} = x^{x}$$$ an:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(5 x^{x}\right)\right)} = {\color{red}\left(5 \frac{d}{dx} \left(x^{x}\right)\right)}$$Verwenden Sie die Formel $$$f^{g{\left(x \right)}}{\left(x \right)} = e^{g{\left(x \right)} \ln\left(f{\left(x \right)}\right)}$$$ mit $$$f{\left(x \right)} = x$$$ und $$$g{\left(x \right)} = x$$$, um den komplizierten Ausdruck umzuschreiben:
$$5 {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x^{x}\right)\right)} = 5 {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{x \ln\left(x\right)}\right)\right)}$$Die Funktion $$$e^{x \ln\left(x\right)}$$$ ist die Komposition $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ der beiden Funktionen $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ und $$$g{\left(x \right)} = x \ln\left(x\right)$$$.
Wende die Kettenregel $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(g{\left(x \right)} \right)}\right) = \frac{d}{du} \left(f{\left(u \right)}\right) \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$ an:
$$5 {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{x \ln\left(x\right)}\right)\right)} = 5 {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) \frac{d}{dx} \left(x \ln\left(x\right)\right)\right)}$$Die Ableitung der Exponentialfunktion ist $$$\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) = e^{u}$$$:
$$5 {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(x \ln\left(x\right)\right) = 5 {\color{red}\left(e^{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(x \ln\left(x\right)\right)$$Zurück zur ursprünglichen Variable:
$$5 e^{{\color{red}\left(u\right)}} \frac{d}{dx} \left(x \ln\left(x\right)\right) = 5 e^{{\color{red}\left(x \ln\left(x\right)\right)}} \frac{d}{dx} \left(x \ln\left(x\right)\right) = 5 x^{x} \frac{d}{dx} \left(x \ln\left(x\right)\right)$$Wende die Produktregel $$$\frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)} g{\left(x \right)}\right) = \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right) g{\left(x \right)} + f{\left(x \right)} \frac{d}{dx} \left(g{\left(x \right)}\right)$$$ mit $$$f{\left(x \right)} = x$$$ und $$$g{\left(x \right)} = \ln\left(x\right)$$$ an:
$$5 x^{x} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x \ln\left(x\right)\right)\right)} = 5 x^{x} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right) \ln\left(x\right) + x \frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)\right)}$$Die Ableitung des natürlichen Logarithmus ist $$$\frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right) = \frac{1}{x}$$$:
$$5 x^{x} \left(x {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(\ln\left(x\right)\right)\right)} + \ln\left(x\right) \frac{d}{dx} \left(x\right)\right) = 5 x^{x} \left(x {\color{red}\left(\frac{1}{x}\right)} + \ln\left(x\right) \frac{d}{dx} \left(x\right)\right)$$Wenden Sie die Potenzregel $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ mit $$$n = 1$$$ an, mit anderen Worten, $$$\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1$$$:
$$5 x^{x} \left(\ln\left(x\right) {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} + 1\right) = 5 x^{x} \left(\ln\left(x\right) {\color{red}\left(1\right)} + 1\right)$$Somit gilt $$$\frac{d}{dx} \left(5 x^{x}\right) = 5 x^{x} \left(\ln\left(x\right) + 1\right)$$$.
Antwort
$$$\frac{d}{dx} \left(5 x^{x}\right) = 5 x^{x} \left(\ln\left(x\right) + 1\right)$$$A