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Zweite Ableitung von $$$e^{4 x}$$$
Ähnliche Rechner: Ableitungsrechner, Rechner für logarithmische Differentiation
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(e^{4 x}\right)$$$.
Lösung
Bestimme die erste Ableitung $$$\frac{d}{dx} \left(e^{4 x}\right)$$$
Die Funktion $$$e^{4 x}$$$ ist die Komposition $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ der beiden Funktionen $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ und $$$g{\left(x \right)} = 4 x$$$.
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:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{4 x}\right)\right)} = {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) \frac{d}{dx} \left(4 x\right)\right)}$$Die Ableitung der Exponentialfunktion ist $$$\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) = e^{u}$$$:
$${\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(4 x\right) = {\color{red}\left(e^{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(4 x\right)$$Zurück zur ursprünglichen Variable:
$$e^{{\color{red}\left(u\right)}} \frac{d}{dx} \left(4 x\right) = e^{{\color{red}\left(4 x\right)}} \frac{d}{dx} \left(4 x\right)$$Wende die Konstantenfaktorregel $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ mit $$$c = 4$$$ und $$$f{\left(x \right)} = x$$$ an:
$$e^{4 x} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(4 x\right)\right)} = e^{4 x} {\color{red}\left(4 \frac{d}{dx} \left(x\right)\right)}$$Wenden Sie die Potenzregel $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ mit $$$n = 1$$$ an, mit anderen Worten, $$$\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1$$$:
$$4 e^{4 x} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} = 4 e^{4 x} {\color{red}\left(1\right)}$$Somit gilt $$$\frac{d}{dx} \left(e^{4 x}\right) = 4 e^{4 x}$$$.
Als Nächstes, $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(e^{4 x}\right) = \frac{d}{dx} \left(4 e^{4 x}\right)$$$
Wende die Konstantenfaktorregel $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ mit $$$c = 4$$$ und $$$f{\left(x \right)} = e^{4 x}$$$ an:
$${\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(4 e^{4 x}\right)\right)} = {\color{red}\left(4 \frac{d}{dx} \left(e^{4 x}\right)\right)}$$Die Funktion $$$e^{4 x}$$$ ist die Komposition $$$f{\left(g{\left(x \right)} \right)}$$$ der beiden Funktionen $$$f{\left(u \right)} = e^{u}$$$ und $$$g{\left(x \right)} = 4 x$$$.
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:
$$4 {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(e^{4 x}\right)\right)} = 4 {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) \frac{d}{dx} \left(4 x\right)\right)}$$Die Ableitung der Exponentialfunktion ist $$$\frac{d}{du} \left(e^{u}\right) = e^{u}$$$:
$$4 {\color{red}\left(\frac{d}{du} \left(e^{u}\right)\right)} \frac{d}{dx} \left(4 x\right) = 4 {\color{red}\left(e^{u}\right)} \frac{d}{dx} \left(4 x\right)$$Zurück zur ursprünglichen Variable:
$$4 e^{{\color{red}\left(u\right)}} \frac{d}{dx} \left(4 x\right) = 4 e^{{\color{red}\left(4 x\right)}} \frac{d}{dx} \left(4 x\right)$$Wende die Konstantenfaktorregel $$$\frac{d}{dx} \left(c f{\left(x \right)}\right) = c \frac{d}{dx} \left(f{\left(x \right)}\right)$$$ mit $$$c = 4$$$ und $$$f{\left(x \right)} = x$$$ an:
$$4 e^{4 x} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(4 x\right)\right)} = 4 e^{4 x} {\color{red}\left(4 \frac{d}{dx} \left(x\right)\right)}$$Wenden Sie die Potenzregel $$$\frac{d}{dx} \left(x^{n}\right) = n x^{n - 1}$$$ mit $$$n = 1$$$ an, mit anderen Worten, $$$\frac{d}{dx} \left(x\right) = 1$$$:
$$16 e^{4 x} {\color{red}\left(\frac{d}{dx} \left(x\right)\right)} = 16 e^{4 x} {\color{red}\left(1\right)}$$Somit gilt $$$\frac{d}{dx} \left(4 e^{4 x}\right) = 16 e^{4 x}$$$.
Daher $$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(e^{4 x}\right) = 16 e^{4 x}$$$.
Antwort
$$$\frac{d^{2}}{dx^{2}} \left(e^{4 x}\right) = 16 e^{4 x}$$$A