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Potenzen, Wurzeln und Polynome

Ableitung von Wurzel x (√x): Formel, Beweis und Beispiele

Die Ableitung von √x ist 1/(2√x). Mit Beweisen über Potenzregel und Grenzwert, der Kettenregel für √u, dem Problem bei x = 0 und Beispielen wie √(x² + 1).

Potenzen, Wurzeln und Polynome Aktualisiert 2 Min. Lesezeit

Auf einen Blick

\frac{d}{dx}\,\sqrt{x} = \frac{1}{2\sqrt{x}}
Ableitung
\dfrac{1}{2\sqrt{x}} für x > 0
Als Potenz
\dfrac{d}{dx}\,x^{1/2} = \tfrac{1}{2}x^{-1/2}
Mit Kettenregel
\dfrac{d}{dx}\sqrt{u} = \dfrac{u'}{2\sqrt{u}}
Bei x = 0
Nicht differenzierbar, die Tangente ist senkrecht
Als Integral
\int \sqrt{x}\,dx = \frac{2}{3}x^{3/2} + C
Auf dieser Seite
  1. Graph von √x und seiner Ableitung
  2. Beweis mit der Potenzregel
  3. Beweis mit dem Differenzenquotienten
  4. Warum x = 0 ein Problem ist
  5. Mit der Kettenregel: Ableitung von √u
  6. Rechenbeispiele
  7. Typische Fehler

Die Ableitung von \sqrt{x} ist \dfrac{1}{2\sqrt{x}}, für jedes x > 0. Wurzeln sind einfach Potenzen mit gebrochenem Exponenten, also erledigt die Potenzregel das.

\frac{d}{dx}\,\sqrt{x} = \frac{1}{2\sqrt{x}}

Graph von √x und seiner Ableitung

Graph von y = √x und seiner Ableitung y = 1/(2√x)
Die Wurzelfunktion steigt in der Nähe von 0 steil an und wird dann flacher. Ihre Ableitung ist in der Nähe von 0 groß und geht gegen 0.

Die Ableitung ist immer positiv, also steigt \sqrt{x} immer. Sie steigt aber immer langsamer, deshalb krümmt sich die Kurve nach unten.

Beweis mit der Potenzregel

Schreibe die Wurzel als Potenz, \sqrt{x} = x^{1/2}, und nutze die Potenzregel:

\frac{d}{dx}\,x^{1/2} = \frac{1}{2}x^{1/2 - 1} = \frac{1}{2}x^{-1/2} = \frac{1}{2\sqrt{x}}

Beweis mit dem Differenzenquotienten

f'(x) = \lim_{h \to 0}\frac{\sqrt{x + h} - \sqrt{x}}{h}

Setzt du h = 0 ein, erhältst du \frac{0}{0}. Erweitere deshalb Zähler und Nenner mit \sqrt{x + h} + \sqrt{x} (dritte binomische Formel):

\frac{(x + h) - x}{h\left(\sqrt{x + h} + \sqrt{x}\right)} = \frac{1}{\sqrt{x + h} + \sqrt{x}}

Lass jetzt h \to 0 gehen und du erhältst \frac{1}{\sqrt{x} + \sqrt{x}} = \frac{1}{2\sqrt{x}}.

Warum x = 0 ein Problem ist

Bei x = 0 würde die Formel durch null teilen. Der Differenzenquotient ist dort \frac{\sqrt{h}}{h} = \frac{1}{\sqrt{h}}, und der wächst für h \to 0^+ über alle Grenzen. Die Tangente im Ursprung ist senkrecht, also ist \sqrt{x} bei 0 nicht differenzierbar.

Mit der Kettenregel: Ableitung von √u

\frac{d}{dx}\,\sqrt{u} = \frac{1}{2\sqrt{u}}\cdot u' = \frac{u'}{2\sqrt{u}}
Funktion Innere Funktion u Ableitung
\sqrt{3x} 3x \frac{3}{2\sqrt{3x}}
\sqrt{x^2 + 1} x^2 + 1 \frac{x}{\sqrt{x^2 + 1}}
\sqrt{1 - x^2} 1 - x^2 \frac{-x}{\sqrt{1 - x^2}}
\sqrt{\sin x} \sin x \frac{\cos x}{2\sqrt{\sin x}}

Rechenbeispiele

Beispiel 1: erst Potenzen zusammenfassen. Leite x\sqrt{x} ab. Wegen x\sqrt{x} = x^{3/2} gilt:

\frac{d}{dx}\,x^{3/2} = \frac{3}{2}x^{1/2} = \frac{3}{2}\sqrt{x}

Beispiel 2: ein Kehrwert. Es gilt \frac{1}{\sqrt{x}} = x^{-1/2}, die Ableitung ist also -\frac{1}{2}x^{-3/2} = -\frac{1}{2x\sqrt{x}}.

Beispiel 3: eine Tangente. Bei x = 9 ist \sqrt{9} = 3 und die Steigung \frac{1}{6}. Die Tangente lautet y = 3 + \frac{1}{6}(x - 9). Mit dieser Geraden schätzt man \sqrt{10} \approx 3 + \frac{1}{6} \approx 3.167, eine klassische lineare Approximation. Der wahre Wert ist ungefähr 3.162.

Typische Fehler

  1. Die 2 vergessen. Das Ergebnis ist \frac{1}{2\sqrt{x}}, nicht \frac{1}{\sqrt{x}}.
  2. Den Exponenten falsch verringern. \frac{1}{2} - 1 = -\frac{1}{2}, nicht -\frac{3}{2} oder \frac{3}{2}.
  3. u' weglassen. \frac{d}{dx}\sqrt{x^2 + 1} braucht den Faktor 2x im Zähler.
  4. x = 0 einsetzen. Die Formel hat bei 0 keinen Wert. Sag lieber, dass die Ableitung dort nicht existiert, statt \frac{1}{0} zu schreiben.

Die Gegenrichtung steht auf der Seite zum Integral von √x. Die Seite zur Wurzelfunktion behandelt ihren Graphen und Definitionsbereich.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist die Ableitung der Wurzel von x?

Sie lautet \frac{1}{2\sqrt{x}}. Mit \sqrt{x} = x^{1/2} liefert die Potenzregel \frac{1}{2}x^{-1/2} = \frac{1}{2\sqrt{x}}.

Ist √x bei 0 differenzierbar?

Nein. Die Funktion ist bei 0 definiert, aber \frac{1}{2\sqrt{x}} wächst für x \to 0^+ über alle Grenzen. Der Graph hat dort eine senkrechte Tangente.

Was ist die Ableitung von 2√x?

Sie lautet 2 \cdot \frac{1}{2\sqrt{x}} = \frac{1}{\sqrt{x}}.

Was ist die Ableitung von √(2x)?

Mit der Kettenregel: \frac{2}{2\sqrt{2x}} = \frac{1}{\sqrt{2x}}.

Geschrieben vom PracticeCalculus-Team

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