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Ableitungsregeln

Faktorregel beim Ableiten: Formel und Beispiele

Die Faktorregel: Die Ableitung von c·f(x) ist c·f'(x). Die Formel, Rechenbeispiele, ein kurzer Beweis und typische Fehler, die Schüler damit machen.

Ableitungsregeln Aktualisiert 2 Min. Lesezeit

Auf einen Blick

\frac{d}{dx}\,[c\,f(x)] = c\,f'(x)
Anwendbar auf
Eine Konstante c mal eine beliebige differenzierbare Funktion f
In Worten
Konstante behalten, Funktion ableiten
Auch bei Division
Teilen durch eine Konstante k heißt Multiplizieren mit \frac{1}{k}
Gegenstück beim Integrieren
\int c\,f(x)\,dx = c \int f(x)\,dx
Verwandte Regeln
Potenzregel, Summenregel, Produktregel
Auf dieser Seite
  1. Die Formel der Faktorregel
  2. Beispiele
  3. So erkennst du einen konstanten Faktor
  4. Warum die Faktorregel gilt
  5. Linearität
  6. Häufige Fehler

Die Faktorregel besagt, dass ein konstanter Faktor beim Ableiten vor die Ableitung gezogen werden kann. Um c\,f(x) abzuleiten, behältst du das c und leitest f ab. Zusammen mit der Potenzregel und der Summenregel kannst du damit jedes Polynom auf einen Blick ableiten.

Die Formel der Faktorregel

Ist c eine Konstante und f differenzierbar, dann gilt

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

Geometrisch streckt die Multiplikation mit c den Graphen vertikal um den Faktor c. Dabei wird auch jede Steigung mit c multipliziert.

Graphen von y = x² und y = 3x² mit Tangenten bei x = 1
Bei x = 1 hat x^2 die Steigung 2. Verdreifacht man die Funktion, verdreifacht sich die Steigung auf 6.

Beispiele

Funktion Ableitung
5x^3 5 \cdot 3x^2 = 15x^2
-4\sin x -4\cos x
2e^x 2e^x
\frac{x^2}{7} \frac{2x}{7}
\pi x \pi
\frac{3}{x^2} = 3x^{-2} -6x^{-3} = -\frac{6}{x^3}

Beispiel: eine Konstante im Nenner. Die Funktion \frac{1}{3x} hat eine Variable im Nenner, also schreibst du sie zuerst als \frac{1}{3}x^{-1} um:

\frac{d}{dx}\,\frac{1}{3}x^{-1} = \frac{1}{3}\cdot(-1)x^{-2} = -\frac{1}{3x^2}

Beispiel: kombiniert mit der Summenregel. Jeder Summand behält seinen Koeffizienten:

\frac{d}{dx}\left(6x^4 - \frac{1}{2}x^2 + 3\cos x\right) = 24x^3 - x - 3\sin x

So erkennst du einen konstanten Faktor

Ein konstanter Faktor ist jeder Faktor, der sich nicht ändert, wenn sich x ändert. Achte auf folgende Stellen:

  • Eine Zahl vor einem Term, etwa die 5 in 5x^3 oder die -4 in -4\sin x.
  • Eine Zahl im Nenner, etwa die 7 in \frac{x^2}{7}. Durch 7 teilen ist dasselbe wie mit \frac{1}{7} multiplizieren.
  • Eine benannte Konstante, etwa \pi, e^2 oder \ln 3. Sie sehen aus wie Funktionen oder Potenzen, enthalten aber kein x und sind deshalb einfach Zahlen.
  • Ein Buchstabe für einen festen Wert, etwa a, k oder m in einer physikalischen Formel. In \frac{d}{dx}\,k x^2 = 2kx wird das k genau wie eine Zahl behandelt.

Enthält der Faktor irgendwo ein x, ist er keine Konstante, und du brauchst stattdessen die Produktregel oder die Quotientenregel.

Warum die Faktorregel gilt

Aus der Definition der Ableitung über den Grenzwert lässt sich die Konstante zuerst aus dem Differenzenquotienten und dann aus dem Grenzwert herausziehen:

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

Der zweite Schritt nutzt die Faktorregel für Grenzwerte aus den Grenzwertsätzen.

Linearität

Faktorregel und Summenregel zusammen besagen, dass das Ableiten linear ist:

\frac{d}{dx}\,[a\,f(x) + b\,g(x)] = a\,f'(x) + b\,g'(x)

für beliebige Konstanten a und b. Das Integrieren hat dieselbe Eigenschaft, deshalb ist \int 5x^2\,dx = 5\int x^2\,dx.

Häufige Fehler

  1. Die Produktregel verwenden, obwohl sie nicht nötig ist. Für 7x^3 liefert die Produktregel 0 \cdot x^3 + 7 \cdot 3x^2, was richtig, aber umständlich ist. Schreib einfach 21x^2.
  2. Verwechslung mit der Konstantenregel. \frac{d}{dx}\,8x = 8, nicht 0. Nur eine alleinstehende Konstante wird zu 0.
  3. Eine Konstante aus dem Argument einer Funktion ziehen. \sin(3x) ist nicht 3\sin x. Eine Konstante im Inneren der Funktion braucht die Kettenregel: \frac{d}{dx}\sin(3x) = 3\cos(3x).
  4. Eine Variable wie eine Konstante behandeln. In x\,e^x ist das x keine Konstante, also brauchst du die Produktregel.

Mehr Übung zum Kombinieren dieser Regeln findest du im vollständigen Leitfaden zur Potenzregel.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist die Faktorregel?

Sie besagt \frac{d}{dx}[c\,f(x)] = c\,f'(x). Eine Konstante, die mit einer Funktion multipliziert wird, bleibt vorne stehen, und du leitest nur die Funktion ab.

Was ist der Unterschied zwischen Konstantenregel und Faktorregel?

Die Konstantenregel sagt, dass eine alleinstehende Konstante die Ableitung 0 hat. Die Faktorregel sagt, dass eine Konstante als Faktor einer Funktion erhalten bleibt. Also ist \frac{d}{dx}\,5 = 0, aber \frac{d}{dx}\,5x = 5.

Kann man stattdessen die Produktregel verwenden?

Ja, sie liefert dasselbe Ergebnis, weil die Ableitung der Konstanten 0 ist, aber es ist unnötige Arbeit. Die Faktorregel ist die Abkürzung.

Gilt die Faktorregel auch mit einer Konstanten im Nenner?

Ja. \frac{f(x)}{k} ist \frac{1}{k}f(x), also ist die Ableitung \frac{f'(x)}{k}. Steht eine Variable im Nenner, ist das etwas anderes, dann brauchst du die Potenzregel oder die Quotientenregel.

Geschrieben vom PracticeCalculus-Team

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