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Ableitungsrechner mit Rechenweg

Gib eine Funktion ein – der Rechner leitet sie Schritt für Schritt ab. Bei jedem Schritt siehst Du, welche Regel angewendet wird und warum. Das Ergebnis wird zusätzlich mit dem Computeralgebrasystem Maxima überprüft.

Schreibweise: x^3, 3x oder 3*x, Brüche mit /, sqrt(x), e^x, sin(x), cos(x), tan(x), ln(x), log(x), Klammern für Verkettungen: sin(2x+1).

Beispiele:

Ergebnis

Die Ableitung von $f(x) = \frac{2\,x^{2} - 8}{x^{2} - 1}$ ist:

\[f'(x) = \frac{12\,x}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]

✓ Ergebnis mit dem Computeralgebrasystem Maxima überprüft

Ergebnis noch einmal ableitenZum Rechenweg

Bedingung: $x^{2} - 1\ne0$ – Der ursprüngliche Nenner darf nicht 0 sein.

Rechenweg

grün markiert: der Teil, der im jeweiligen Schritt neu entstanden ist

\[f'(x) = \frac{d}{dx}{\left[\frac{2\,x^{2} - 8}{x^{2} - 1}\right]}\]
  1. Quotientenregel Ableiten

    \[\frac{d}{dx}\left(\frac{u}{v}\right)=\frac{u'v-uv'}{v^{2}}\]

    Im Zähler steht: Ableitung des Zählers mal Nenner, minus Zähler mal Ableitung des Nenners. Darunter steht der Nenner zum Quadrat. Der ursprüngliche Nenner darf nicht 0 sein.

    Hier ist $u = 2\,x^{2} - 8,\quad v = x^{2} - 1$.

    \[= \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\frac{\frac{d}{dx}{\left[2\,x^{2} - 8\right]}\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\,}}}\]

    Regel erklärt

  2. Summen-/Differenzenregel Ableiten

    \[\frac{d}{dx}(u \pm v \pm \dots) = \frac{d}{dx}(u) \pm \frac{d}{dx}(v) \pm \dots\]

    Wir leiten jeden Summanden einzeln ab. Die Plus- und Minuszeichen dazwischen bleiben erhalten. Auch eine Konstante erhält zunächst ihr eigenes Ableitungszeichen.

    Hier ist $u = 2\,x^{2},\quad v = 8$.

    \[\frac{d}{dx}{\left[2\,x^{2} - 8\right]} \;\Rightarrow\; \frac{d}{dx}{\left[2\,x^{2}\right]} - \frac{d}{dx}{\left[8\right]}\]
    \[= \frac{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\left(\frac{d}{dx}{\left[2\,x^{2}\right]} - \frac{d}{dx}{\left[8\right]}\right)\,}}}\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]

    Regel erklärt

  3. Faktorregel Ableiten

    \[\frac{d}{dx}(c\,u)=c\,u'\]

    Der konstante Faktor bleibt vor der Ableitung stehen. Nur der von x abhängige Teil wird anschließend abgeleitet.

    Hier ist $c = 2,\quad u = x^{2}$.

    \[\frac{d}{dx}{\left[2\,x^{2}\right]} \;\Rightarrow\; 2\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2}\right]}\]
    \[= \frac{\left(\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,2\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2}\right]}\,}}} - \frac{d}{dx}{\left[8\right]}\right)\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]

    Regel erklärt

  4. Potenzregel (Spezialfall) Ableiten

    \[\frac{d}{dx}\left(u^{c}\right)=c\,u^{c-1}\]

    Der bisherige Exponent kommt als Faktor nach vorne. Im Exponenten ziehen wir 1 ab. Diese kleine Rechnung folgt als eigener Schritt.

    Hier ist $u = x,\quad c = 2$.

    \[\frac{d}{dx}{\left[x^{2}\right]} \;\Rightarrow\; 2\,x^{2 - 1}\]
    \[= \frac{\left(2 \cdot \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,2\,x^{2 - 1}\,}}} - \frac{d}{dx}{\left[8\right]}\right)\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]

    Regel erklärt

  5. Zahlen ausrechnen Vereinfachen

    Wir rechnen nur den markierten Zahlenausdruck aus. Brüche und Dezimalzahlen bleiben exakt.

    \[2 - 1 \;\Rightarrow\; 1\]
    \[= \frac{\left(2 \cdot 2\,x^{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,1\,}}}} - \frac{d}{dx}{\left[8\right]}\right)\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  6. Potenz mit Exponent 1 Vereinfachen

    Ein Ausdruck hoch 1 ist der Ausdruck selbst.

    \[x^{1} \;\Rightarrow\; x\]
    \[= \frac{\left(2 \cdot 2\,\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,x\,}}} - \frac{d}{dx}{\left[8\right]}\right)\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  7. Zahlenfaktoren zusammenfassen Vereinfachen

    Wir multiplizieren die Zahlenfaktoren miteinander und schreiben das Ergebnis nach vorne. Die übrigen Faktoren bleiben stehen. Ist das Produkt 1, entfällt dieser Faktor ganz.

    \[2 \cdot 2\,x \;\Rightarrow\; 4\,x\]
    \[= \frac{\left(\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,4\,x\,}}} - \frac{d}{dx}{\left[8\right]}\right)\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  8. Konstantenregel Ableiten

    \[\frac{d}{dx}(c)=0\]

    Dieser Term hängt nicht von x ab. Sein Wert bleibt gleich, wenn sich x ändert. Deshalb ist die Ableitung 0. Andere Buchstaben werden als konstante Parameter behandelt.

    Hier ist $c = 8$.

    \[\frac{d}{dx}{\left[8\right]} \;\Rightarrow\; 0\]
    \[= \frac{\left(4\,x - \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,0\,}}}\right)\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]

    Regel erklärt

  9. Null als Summand entfernen Vereinfachen

    Das Addieren oder Subtrahieren von 0 ändert den Wert nicht. Dieser Summand darf wegfallen.

    \[4\,x - 0 \;\Rightarrow\; 4\,x\]
    \[= \frac{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,4\,x\,}}}\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  10. Summen-/Differenzenregel Ableiten

    \[\frac{d}{dx}(u \pm v \pm \dots) = \frac{d}{dx}(u) \pm \frac{d}{dx}(v) \pm \dots\]

    Wir leiten jeden Summanden einzeln ab. Die Plus- und Minuszeichen dazwischen bleiben erhalten. Auch eine Konstante erhält zunächst ihr eigenes Ableitungszeichen.

    Hier ist $u = x^{2},\quad v = 1$.

    \[\frac{d}{dx}{\left[x^{2} - 1\right]} \;\Rightarrow\; \frac{d}{dx}{\left[x^{2}\right]} - \frac{d}{dx}{\left[1\right]}\]
    \[= \frac{4\,x\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\left(\frac{d}{dx}{\left[x^{2}\right]} - \frac{d}{dx}{\left[1\right]}\right)\,}}}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]

    Regel erklärt

  11. Potenzregel (Spezialfall) Ableiten

    \[\frac{d}{dx}\left(u^{c}\right)=c\,u^{c-1}\]

    Der bisherige Exponent kommt als Faktor nach vorne. Im Exponenten ziehen wir 1 ab. Diese kleine Rechnung folgt als eigener Schritt.

    Hier ist $u = x,\quad c = 2$.

    \[\frac{d}{dx}{\left[x^{2}\right]} \;\Rightarrow\; 2\,x^{2 - 1}\]
    \[= \frac{4\,x\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\left(\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,2\,x^{2 - 1}\,}}} - \frac{d}{dx}{\left[1\right]}\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]

    Regel erklärt

  12. Zahlen ausrechnen Vereinfachen

    Wir rechnen nur den markierten Zahlenausdruck aus. Brüche und Dezimalzahlen bleiben exakt.

    \[2 - 1 \;\Rightarrow\; 1\]
    \[= \frac{4\,x\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\left(2\,x^{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,1\,}}}} - \frac{d}{dx}{\left[1\right]}\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  13. Potenz mit Exponent 1 Vereinfachen

    Ein Ausdruck hoch 1 ist der Ausdruck selbst.

    \[x^{1} \;\Rightarrow\; x\]
    \[= \frac{4\,x\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\left(2\,\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,x\,}}} - \frac{d}{dx}{\left[1\right]}\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  14. Konstantenregel Ableiten

    \[\frac{d}{dx}(c)=0\]

    Dieser Term hängt nicht von x ab. Sein Wert bleibt gleich, wenn sich x ändert. Deshalb ist die Ableitung 0. Andere Buchstaben werden als konstante Parameter behandelt.

    Hier ist $c = 1$.

    \[\frac{d}{dx}{\left[1\right]} \;\Rightarrow\; 0\]
    \[= \frac{4\,x\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right)\,\left(2\,x - \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,0\,}}}\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]

    Regel erklärt

  15. Null als Summand entfernen Vereinfachen

    Das Addieren oder Subtrahieren von 0 ändert den Wert nicht. Dieser Summand darf wegfallen.

    \[2\,x - 0 \;\Rightarrow\; 2\,x\]
    \[= \frac{4\,x\,\left(x^{2} - 1\right) - \left(2\,x^{2} - 8\right) \cdot \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,2\,x\,}}}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  16. Faktoren ordnen Vereinfachen

    Beim Multiplizieren darf die Reihenfolge der Faktoren geändert werden (Kommutativgesetz). Üblich ist: Zahl, dann Konstanten, dann Potenzen der Variablen, dann die übrigen Faktoren.

    \[\left(2\,x^{2} - 8\right) \cdot 2\,x \;\Rightarrow\; 2\,x\,\left(2\,x^{2} - 8\right)\]
    \[= \frac{4\,x\,\left(x^{2} - 1\right) - \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,2\,x\,\left(2\,x^{2} - 8\right)\,}}}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  17. Ausmultiplizieren Vereinfachen

    Mit dem Distributivgesetz multiplizieren wir jeden Summanden der Klammer mit den übrigen Faktoren. Danach können gleichartige Terme zusammengefasst werden.

    \[4\,x\,\left(x^{2} - 1\right) - 2\,x\,\left(2\,x^{2} - 8\right) \;\Rightarrow\; 4\,x\,x^{2} - 4\,x \cdot 1 - 2\,x\,\left(2\,x^{2} - 8\right)\]
    \[= \frac{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,4\,x\,x^{2} - 4\,x \cdot 1 - 2\,x\,\left(2\,x^{2} - 8\right)\,}}}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  18. Potenzen mit gleicher Basis multiplizieren Vereinfachen

    Bei gleicher Basis werden die Exponenten addiert. Ein Faktor ohne sichtbaren Exponenten hat den Exponenten 1.

    \[4\,x\,x^{2} \;\Rightarrow\; 4\,x^{1 + 2}\]
    \[= \frac{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,4\,x^{1 + 2}\,}}} - 4\,x \cdot 1 - 2\,x\,\left(2\,x^{2} - 8\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  19. Zahlen ausrechnen Vereinfachen

    Wir rechnen nur den markierten Zahlenausdruck aus. Brüche und Dezimalzahlen bleiben exakt.

    \[1 + 2 \;\Rightarrow\; 3\]
    \[= \frac{4\,x^{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,3\,}}}} - 4\,x \cdot 1 - 2\,x\,\left(2\,x^{2} - 8\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  20. Faktor 1 entfernen Vereinfachen

    Multiplikation oder Division durch 1 lässt den Wert unverändert.

    \[4\,x \cdot 1 \;\Rightarrow\; 4\,x\]
    \[= \frac{4\,x^{3} - \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,4\,x\,}}} - 2\,x\,\left(2\,x^{2} - 8\right)}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  21. Ausmultiplizieren Vereinfachen

    Mit dem Distributivgesetz multiplizieren wir jeden Summanden der Klammer mit den übrigen Faktoren. Danach können gleichartige Terme zusammengefasst werden.

    \[4\,x^{3} - 4\,x - 2\,x\,\left(2\,x^{2} - 8\right) \;\Rightarrow\; 4\,x^{3} - 4\,x - 2\,x \cdot 2\,x^{2} + 2\,x \cdot 8\]
    \[= \frac{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,4\,x^{3} - 4\,x - 2\,x \cdot 2\,x^{2} + 2\,x \cdot 8\,}}}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  22. Zahlenfaktoren zusammenfassen Vereinfachen

    Wir multiplizieren die Zahlenfaktoren miteinander und schreiben das Ergebnis nach vorne. Die übrigen Faktoren bleiben stehen. Ist das Produkt 1, entfällt dieser Faktor ganz.

    \[2\,x \cdot 2\,x^{2} \;\Rightarrow\; 4\,x\,x^{2}\]
    \[= \frac{4\,x^{3} - 4\,x - \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,4\,x\,x^{2}\,}}} + 2\,x \cdot 8}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  23. Potenzen mit gleicher Basis multiplizieren Vereinfachen

    Bei gleicher Basis werden die Exponenten addiert. Ein Faktor ohne sichtbaren Exponenten hat den Exponenten 1.

    \[4\,x\,x^{2} \;\Rightarrow\; 4\,x^{1 + 2}\]
    \[= \frac{4\,x^{3} - 4\,x - \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,4\,x^{1 + 2}\,}}} + 2\,x \cdot 8}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  24. Zahlen ausrechnen Vereinfachen

    Wir rechnen nur den markierten Zahlenausdruck aus. Brüche und Dezimalzahlen bleiben exakt.

    \[1 + 2 \;\Rightarrow\; 3\]
    \[= \frac{4\,x^{3} - 4\,x - 4\,x^{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,3\,}}}} + 2\,x \cdot 8}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  25. Zahlenfaktoren zusammenfassen Vereinfachen

    Wir multiplizieren die Zahlenfaktoren miteinander und schreiben das Ergebnis nach vorne. Die übrigen Faktoren bleiben stehen. Ist das Produkt 1, entfällt dieser Faktor ganz.

    \[2\,x \cdot 8 \;\Rightarrow\; 16\,x\]
    \[= \frac{4\,x^{3} - 4\,x - 4\,x^{3} + \bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,16\,x\,}}}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  26. Entgegengesetzte Terme heben sich auf Vereinfachen

    Derselbe Term kommt einmal mit Plus und einmal mit Minus vor. Zusammen ergeben sie 0, deshalb fallen beide weg.

    \[4\,x^{3} - 4\,x - 4\,x^{3} + 16\,x \;\Rightarrow\; -4\,x + 16\,x\]
    \[= \frac{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,-4\,x + 16\,x\,}}}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  27. Gleichartige Terme zusammenfassen Vereinfachen

    Beide Summanden haben denselben variablen Teil. Wir klammern ihn aus und schreiben die Summe oder Differenz der Zahlenfaktoren davor. Diese Zahlenrechnung folgt im nächsten Schritt.

    \[-4\,x + 16\,x \;\Rightarrow\; \left(-4 + 16\right)\,x\]
    \[= \frac{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,\left(-4 + 16\right)\,x\,}}}}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
  28. Zahlen ausrechnen Vereinfachen

    Wir rechnen nur den markierten Zahlenausdruck aus. Brüche und Dezimalzahlen bleiben exakt.

    \[-4 + 16 \;\Rightarrow\; 12\]
    \[= \frac{\bbox[#d6f5df, padding:0.15em]{{\color{black}{\vphantom{\dfrac{d}{dx}}\,12\,}}}\,x}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]
\[f'(x) = \frac{12\,x}{\left(x^{2} - 1\right)^{2}}\]

So benutzt Du den Ableitungsrechner

  • Potenzen mit ^: x^3, Wurzeln mit sqrt(…) oder als Potenz x^(1/2).
  • Malpunkte darfst Du weglassen: 3x^2, 2sin(x), x e^x.
  • Funktionen: sin, cos, tan, e^x bzw. exp(x), ln, log, sqrt, abs – das Argument immer in Klammern.
  • Andere Variable: Wähle rechts, nach welcher Variablen abgeleitet wird. Alle anderen Buchstaben gelten dann als Konstanten (Parameter).
  • Mit „Ergebnis noch einmal ableiten“ bekommst Du die zweite, dritte … Ableitung.

Welche Regeln verwendet der Rechner?

Dieselben wie Du im Unterricht: Potenzregel, Faktorregel, Summenregel, Produktregel, Quotientenregel und Kettenregel. Jeder Schritt wendet genau eine Regel auf einen Teil der Funktion an – grün markiert ist jeweils der Teil, der gerade neu entstanden ist. Danach wird das Ergebnis vereinfacht (Zahlen ausrechnen, zusammenfassen, kürzen).

Was die Ableitung überhaupt bedeutet, erfährst Du unter Ableitung einfach erklärt.

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