Lösung 1.2:3a

Aus Online Mathematik Brückenkurs 2

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There is a "ln of something", so a first step in the differentiation is to take the derivative of the logarithm,
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Als ersten Schritt berechnen wir die Ableitung der äußeren Logarithmusfunktion.
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{{Abgesetzte Formel||<math>\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr) = {}\rlap{\frac{1}{\bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}}\cdot \bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)'\,\textrm{.}}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}</math>}}
+
{{Abgesetzte Formel||<math>\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr) = {}\rlap{\frac{1}{\bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}}\cdot \bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)'\,\textrm{}}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}</math>}}
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We can carry out the differentiation of <math>\sqrt{x}+\sqrt{x+1}</math> on the right-hand side term by term to obtain
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Wir leiten den Ausdruck <math>\sqrt{x}+\sqrt{x+1}</math> Term für Term ab und erhalten
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{{Abgesetzte Formel||<math>\phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{} = {}\rlap{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \bigl[ (\sqrt{x})' + (\sqrt{x+1})'\bigr]}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}</math>}}
+
{{Abgesetzte Formel||<math>\phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{} = {}\rlap{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \bigl[ (\sqrt{x})' + (\sqrt{x+1})'\bigr]\textrm{.}}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}</math>}}
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and it remains then only to differentiate <math>\sqrt{x}</math>, which we do directly, and <math>\sqrt{x+1}</math> (which has a simple inner derivative),
+
Danach leiten wir die Funktionen <math>\sqrt{x}</math> und <math>\sqrt{x+1}</math> direkt ab.
{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}
{{Abgesetzte Formel||<math>\begin{align}
\phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{}
\phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{}
&= \frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]\\[5pt]
&= \frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]\\[5pt]
-
&= \frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot 1\Bigr]\,\textrm{.}
+
&= \frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot 1\Bigr]\,\textrm{}
\end{align}</math>}}
\end{align}</math>}}
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If we rewrite the expression inside the square brackets using a common denominator, we get
+
Schreiben wir die Brüche mit gemeinsamen Nenner erhalten wir
{{Abgesetzte Formel||<math>\phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{}
{{Abgesetzte Formel||<math>\phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{}
-
= {}\rlap{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{\sqrt{x+1}+\sqrt{x}}{2\sqrt{x}\sqrt{x+1}} \Bigr]\,,}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}</math>}}
+
= {}\rlap{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{\sqrt{x+1}+\sqrt{x}}{2\sqrt{x}\sqrt{x+1}} \Bigr]\,.}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}</math>}}
-
and we can then eliminate the factor <math>\sqrt{x+1}+\sqrt{x}</math> from the numerator and denominator to get
+
Wir kürzen den Bruch mit <math>\sqrt{x+1}+\sqrt{x}</math> und erhalten
{{Abgesetzte Formel||<math>\phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{}
{{Abgesetzte Formel||<math>\phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{}
= {}\rlap{\frac{1}{2\sqrt{x}\sqrt{x+1}}\,\textrm{.}}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}</math>}}
= {}\rlap{\frac{1}{2\sqrt{x}\sqrt{x+1}}\,\textrm{.}}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}</math>}}

Aktuelle Version

Als ersten Schritt berechnen wir die Ableitung der äußeren Logarithmusfunktion.

\displaystyle \frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr) = {}\rlap{\frac{1}{\bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}}\cdot \bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)'\,\textrm{}}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}

Wir leiten den Ausdruck \displaystyle \sqrt{x}+\sqrt{x+1} Term für Term ab und erhalten

\displaystyle \phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{} = {}\rlap{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \bigl[ (\sqrt{x})' + (\sqrt{x+1})'\bigr]\textrm{.}}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}

Danach leiten wir die Funktionen \displaystyle \sqrt{x} und \displaystyle \sqrt{x+1} direkt ab.

\displaystyle \begin{align}

\phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{} &= \frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]\\[5pt] &= \frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot 1\Bigr]\,\textrm{} \end{align}

Schreiben wir die Brüche mit gemeinsamen Nenner erhalten wir

\displaystyle \phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{}

= {}\rlap{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{\sqrt{x+1}+\sqrt{x}}{2\sqrt{x}\sqrt{x+1}} \Bigr]\,.}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}

Wir kürzen den Bruch mit \displaystyle \sqrt{x+1}+\sqrt{x} und erhalten

\displaystyle \phantom{\frac{d}{dx}\,\ln\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}} \bigr)}{}

= {}\rlap{\frac{1}{2\sqrt{x}\sqrt{x+1}}\,\textrm{.}}\phantom{\frac{1}{\sqrt{x}+\sqrt{x+1}}\cdot \Bigl[\frac{1}{2\sqrt{x}}+\frac{1}{2\sqrt{x+1}}\cdot (x+1)'\Bigr]}

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