Lösung 1.2:3c
Aus Online Mathematik Brückenkurs 2
Wir schreiben useren Ausdruck wie
| \displaystyle \frac{1}{x\sqrt{1-x^{2}}} = \bigl(x\sqrt{1-x^2}\,\bigr)^{-1}\,\textrm{,} |
Und sehen dass die äußere Funktion "irgendetwas hoch -1" ist. Verwenden wir die Kettenregel erhalten wir die Ableitung
| \displaystyle \begin{align}
\frac{d}{dx}\,\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{x\sqrt{1-x^2}}\,\bigr)^{-1} &= {}\rlap{-1\cdot \bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{x\sqrt{1-x^2}}\,\bigr)^{-2}\bigl(\bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{x\sqrt{1-x^2}}\,\bigr)'}\phantom{-\frac{1}{x^2(1-x^2)}\Bigl(\sqrt{1-x^2} + x\cdot\frac{1}{2\sqrt{1-x^2}}(1-x^2)'\Bigr)}\\[5pt] &= -\frac{1}{\bigl(x\sqrt{1-x^2}\bigr)^2}\cdot \bigl(x\sqrt{1-x^2}\bigr)'\\[5pt] &= -\frac{1}{x^2(1-x^2)}\cdot\bigl(x\sqrt{1-x^2}\bigr)'\,\textrm{.} \end{align} |
Die Aleitung von \displaystyle x\cdot\sqrt{1-x^2} erhalten wir durch die Faktorregel,
| \displaystyle \begin{align}
\phantom{\frac{d}{dx}\,\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{x\sqrt{1-x^2}}\,\bigr)^{-1}}{} &= {}\rlap{-\frac{1}{x^2(1-x^2)}\cdot \Bigl( (x)'\sqrt{1-x^2} + x(\sqrt{1-x^2})'\Bigr)}\phantom{-\frac{1}{x^2(1-x^2)}\Bigl(\sqrt{1-x^2} + x\cdot\frac{1}{2\sqrt{1-x^2}}(1-x^2)'\Bigr)}\\[5pt] &= -\frac{1}{x^2(1-x^2)}\cdot \Bigl(1\cdot\sqrt{1-x^2} + x\cdot (\sqrt{1-x^2})'\Bigr)\,\textrm{.} \end{align} |
Wir verwenden wieder die Kettenregel um \displaystyle \sqrt{1-x^2} abzuleiten
| \displaystyle \begin{align}
\phantom{\frac{d}{dx}\,\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{x\sqrt{1-x^2}}\,\bigr)^{-1}}{} &= -\frac{1}{x^2(1-x^2)}\Bigl(\sqrt{1-x^2} + x\cdot\frac{1}{2\sqrt{1-x^2}}(1-x^2)'\Bigr)\\[5pt] &= -\frac{1}{x^2(1-x^2)}\Bigl(\sqrt{1-x^2} + x\cdot\frac{1}{2\sqrt{1-x^2}}\cdot ( -2x)\Bigr)\\[5pt] &= -\frac{1}{x^2(1-x^2)}\Bigl(\sqrt{1-x^2} - \frac{x^2}{\sqrt{1-x^2}}\Bigr)\,\textrm{.} \end{align} |
Schreiben wir den Ausdruck mit gemeinsamen Nenner erhalten wir
| \displaystyle \begin{align}
\phantom{\frac{d}{dx}\,\bigl( \bbox[#FFEEAA;,1.5pt]{x\sqrt{1-x^2}}\,\bigr)^{-1}}{} &= {}\rlap{-\frac{1}{x^2(1-x^2)}\cdot \frac{\bigl(\sqrt{1-x^2}\bigr)^2-x^2}{\sqrt{1-x^2}}}\phantom{-\frac{1}{x^2(1-x^2)}\Bigl(\sqrt{1-x^2} + x\cdot\frac{1}{2\sqrt{1-x^2}}(1-x^2)'\Bigr)}\\[5pt] &= -\frac{1}{x^2(1-x^2)}\cdot \frac{1-x^2-x^2}{\sqrt{1-x^2}}\\[5pt] &= -\frac{1-2x^2}{x^2(1-x^2)^{3/2}}\,\textrm{.} \end{align} |
Hinweis: Wenn wir vereinfachungen wir (\sqrt{1-x^2} \bigr)^2 = 1-x^2</math> machen, nehmen wir an dass beide Seiten definiert sind (in diesen Fall das \displaystyle x zwischen -1 und 1 liegt).
