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Potenzen, Wurzeln und Polynome

Ableitung von x: Formel, Beweis und Beispiele

Die Ableitung von x ist 1. Mit Begründung über den Differenzenquotienten und die Potenzregel sowie den Ableitungen von 5x, ax + b und x nach anderen Variablen.

Potenzen, Wurzeln und Polynome Aktualisiert 2 Min. Lesezeit

Auf einen Blick

\frac{d}{dx}\,x = 1
Ableitung
1 für jedes reelle x
Vielfaches von x
\dfrac{d}{dx}(ax) = a
Lineare Funktion
\dfrac{d}{dx}(ax + b) = a
Mit der Potenzregel
x = x^1, die Ableitung ist also 1 \cdot x^0 = 1
Als Integral
\int x\,dx = \frac{x^2}{2} + C
Auf dieser Seite
  1. Graph von x und seiner Ableitung
  2. Beweis mit dem Differenzenquotienten
  3. Beweis mit der Potenzregel
  4. Vielfache und lineare Funktionen
  5. Rechenbeispiele
  6. Typische Fehler

Die Ableitung von x ist 1. Die Funktion y = x ist eine Gerade mit der Steigung 1, und die Ableitung einer Geraden ist einfach ihre Steigung.

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

Graph von x und seiner Ableitung

Graph von y = x und seiner Ableitung y = 1
Die Gerade y = x hat überall dieselbe Steigung, ihre Ableitung ist also die waagerechte Gerade y = 1.

Weil sich die Steigung nie ändert, ist die Ableitung eine Konstante. Nimm zwei beliebige Punkte auf der Geraden: Der Höhenunterschied ist immer gleich dem waagerechten Abstand.

Beweis mit dem Differenzenquotienten

Nach der Definition der Ableitung als Grenzwert gilt

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

Mit f(x) = x:

f'(x) = \lim_{h \to 0} \frac{(x + h) - x}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{h}{h} = \lim_{h \to 0} 1 = 1

Das h kürzt sich weg, bevor du überhaupt den Grenzwert bildest, es gibt also nichts Kniffliges aufzulösen.

Beweis mit der Potenzregel

Schreibe x als x^1. Nach der Potenzregel holst du den Exponenten nach vorne und verringerst ihn um eins:

\frac{d}{dx}\,x^1 = 1 \cdot x^0 = 1

Dabei wird x^0 = 1 verwendet, was für jedes x \ne 0 stimmt, und der Beweis über den Grenzwert deckt auch x = 0 ab.

Vielfache und lineare Funktionen

Mit der Faktorregel und der Konstantenregel ist jede lineare Funktion leicht:

Funktion Ableitung
5x 5
-x -1
\frac{x}{3} \frac{1}{3}
3x - 7 3
\pi x + e \pi

Die Ableitung einer Geraden y = mx + b ist immer m, ihre Steigung. Der y-Achsenabschnitt b verschiebt die Gerade nur nach oben oder unten und ändert nichts an ihrer Steilheit. Warum b wegfällt, erklärt die Ableitung einer Konstanten.

Rechenbeispiele

Beispiel 1: eine Summe. Leite f(x) = x^2 + 4x - 9 ab:

f'(x) = 2x + 4

Der Summand 4x liefert 4, der Summand -9 liefert 0. Für x^2 nimmst du die Ableitung von x².

Beispiel 2: eine Probe mit der Produktregel. Schreibe x^2 = x \cdot x und nutze die Produktregel:

\frac{d}{dx}(x \cdot x) = 1 \cdot x + x \cdot 1 = 2x

Das stimmt mit der Potenzregel überein, eine gute Plausibilitätsprüfung.

Beispiel 3: eine andere Variable. Bei \frac{d}{dt}(xt), wobei x nicht von t abhängt, behandelst du x als Konstante: Das Ergebnis ist x.

Typische Fehler

  1. 0 als Antwort. Nur Konstanten haben die Ableitung 0. Die Funktion x ändert sich, ihre Ableitung ist also 1.
  2. x als Antwort. Die Ableitung von x ist nicht x. Das gilt für e^x, nicht für x.
  3. Den konstanten Summanden behalten. \frac{d}{dx}(3x + 7) = 3, nicht 3 + 7 oder 10.

Die umgekehrte Frage, \int x\,dx = \frac{x^2}{2} + C, beantwortet die Seite zum Integral von x. Zum Üben eignen sich die Aufgaben zur Potenzregel.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist die Ableitung von x?

Die Ableitung von x nach x ist 1. Der Graph y = x ist eine Gerade, die pro Einheit nach rechts um 1 Einheit steigt.

Was ist die Ableitung von 2x?

Sie ist 2. Nach der Faktorregel gilt \frac{d}{dx}(2x) = 2 \cdot \frac{d}{dx}x = 2 \cdot 1 = 2.

Warum ist die Ableitung von x nicht 0?

Eine Ableitung von 0 bedeutet, dass die Funktion waagerecht verläuft. Die Gerade y = x ist nicht waagerecht: Sie steigt mit der Steigung 1. Nur Konstanten wie 7 oder \pi haben die Ableitung 0.

Was ist die Ableitung von x nach y?

Wenn x und y unabhängig sind, gilt \frac{d}{dy}\,x = 0. Hängt x von y ab, lautet das Ergebnis \frac{dx}{dy}, und das ist \frac{1}{dy/dx}, falls dy/dx \ne 0.

Geschrieben vom PracticeCalculus-Team

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