$$ f(x) = (x^5 + 1)\times \cos x $$

Lösung


Thema: Ableitung mit cos(x) (Produktregel)

Gegeben:

\( f(x) = (x^5 + 1)\cdot \cos x \)

1) Erkennen der Struktur

Die Funktion ist ein Produkt aus zwei Faktoren:

  • \(u(x) = x^5 + 1\)
  • \(v(x) = \cos x\)

2) Produktregel anwenden

Für \(f(x)=u(x)\cdot v(x)\) gilt die Produktregel:

\( f'(x) = u'(x)\cdot v(x) + u(x)\cdot v'(x) \)

3) Einzelne Ableitungen berechnen

a) Ableitung von \(u(x)=x^5+1\)

  • \(\frac{d}{dx}(x^5)=5x^4\) (Potenzregel)
  • \(\frac{d}{dx}(1)=0\) (Konstante)

Also: \(u'(x)=5x^4\)

b) Ableitung von \(v(x)=\cos x\)

Merksatz: \(\frac{d}{dx}(\cos x) = -\sin x\)

Also: \(v'(x)=-\sin x\)

4) In die Produktregel einsetzen

Setze \(u'(x)\), \(u(x)\), \(v(x)\), \(v'(x)\) in
\( f'(x) = u'(x)\cdot v(x) + u(x)\cdot v'(x) \) ein:

\( f'(x) = (5x^4)\cdot (\cos x) + (x^5+1)\cdot (-\sin x) \)

5) Vorzeichen sauber vereinfachen

Der zweite Term enthält ein „Plus“ und ein negatives \(v'(x)\). Das wird zu einem Minus:

\( f'(x) = 5x^4\cos x – (x^5+1)\sin x \)

Tipps zum leichteren Lösen

  • Schreibe bei der Produktregel immer erst das Schema hin:
    \(u’v + uv’\). Dann vertauschst du nichts.
  • Merke dir besonders: \(\cos x \rightarrow -\sin x\). Das Minus ist eine häufige Fehlerquelle.
  • Klammern beim zweiten Term nicht vergessen: \((x^5+1)\sin x\) gehört zusammen.

Damit hast du die Ableitung vollständig hergeleitet. (Das Endergebnis wird hier bewusst nicht extra als „finale Antwort“ markiert.)