Analysis

Summenregel und Differenzregel

In diesem Artikel erklären wir dir, wie du mit der Summenregel und der Differenzregel Ableitungen bilden kannst. Dabei rechnen wir viele Beispiele

Du würdest gerne mehr über die Summenregel und Differenzregel lernen? Dann sieh dir unbedingt unser Video  dazu an. 

Inhaltsübersicht

Summenregel einfach erklärt

Die Summenregel sagt dir, wie du Funktionen mit Summen ableiten kannst. 

Summenregel

f(x)=g(x)+h(x) \quad \rightarrow \quad f'(x)=g'(x) + h'(x)

Das heißt, um die Summe f(x)=g(x)+h(x) ableiten zu können, musst du zuerst einzeln die Ableitungen g'(x) und h'(x) berechnen. Danach addierst du sie einfach. 

Summenregel Beispiele

Es folgen nun einige Beispiele in welchen wir dir zeigen, wie du mit der Summenregel Funktionen ableiten kannst. 

Beispiel 1

Wir wollen die Summe  

f(x)= 3x^2+2x

ableiten.

Wie du siehst werden hier zwei Funktionen addiert (+). Das bedeutet wir brauchen die Summenregel. Die Funktion links vom Pluszeichen sei g(x), die rechts davon h(x):

f(x) = \underbrace{3x^2}_{g(x)}+\underbrace{2x}_{h(x)}.

Nun musst du die Ableitungen g'(x) und h'(x) berechnen. Dafür benötigst du die Potenz- und die Faktorregel . Sie liefern dir: 

g'(x)=6x

h'(x)=2.

Als nächstes addierst du deine Ergebnisse und erhältst damit die Ableitung 

f'(x)=g'(x)+h'(x)

=6x +2.

Schauen wir uns noch ein weiteres Beispiel an.

Beispiel 2 

Gegeben sei die Funktion

f(x)=4x^5+ x^{-3}

und du sollst ihre Ableitung berechnen. Da f(x) eine Summe ist, wirst du sie erneut mit der Summenregel ableiten. Hierfür sei g(x)=4x^5 und h(x)=x^{-3}. Du berechnest also zunächst wieder die Ableitungen der einzelnen Funktionen. In diesem Fall erhältst du

g'(x)=20x^4

h'(x)=-3x^{-4}.

Anschließend addierst du wieder die Ergebnisse

f'(x)=20x^4+(-3x^{-4})

=20x^4-3x^{-4}.

Es folgt nun noch ein letztes Beispiel zur Summenregel.

Beispiel 3 

Du hast nun die Funktion 

f(x)= -5x^{-3} + 2x^{-4}.

Für ihre Ableitung verwendest du erneut die Summenregel und bekommst so als Ergebnis: 

f'(x)=15x^{-4} + (-8x^{-5})

=15x^{-4}-8x^{-5}.

Nun weißt du, wie du jede Summe ableiten kannst. Aber wie steht es mit Differenzen?

Differenzregel einfach erklärt

Die Differenzregel sagt dir, wie du Differenzen ableiten kannst. 

Differenzregel

f(x)=g(x)-h(x) \quad \rightarrow \quad f'(x)=g'(x)-h'(x)

Das heißt, wie bei der Summenregel berechnest du als erstes einzeln die Ableitung der Funktion links und die Ableitung der Funktion rechts vom Minuszeichen. Danach ziehst du sie voneinander ab. 

Differenzregel Beispiele

Auch für diese Regel sehen wir uns eine Reihe von Beispielen an. 

Beispiel 1

Nun hast du eine Differenz 

f(x)=2x^{2}-x

gegeben. Um die Ableitung zu bestimmen, gehst du genauso vor, wie bei der Summenregel. Das heißt du identifizierst wieder die Funktionen g(x) und h(x)

f(x)=\underbrace{2x^{2}}_{g(x)}-\underbrace{x}_{h(x)}

und berechnest ihre Ableitungen: 

g'(x)=4x

h'(x)=1.

Der Unterschied ist nun, dass du deine Ergebnisse subtrahierst anstatt addierst. Damit erhältst du auch schon die Ableitung 

f'(x)=g'(x)-h'(x)

=4x-1.

Beispiel 2 

Sieh dir eine weitere Funktion an, nämlich 

f(x)=\underbrace{7x^{2}}_{g(x)}-\underbrace{5x^{-6}}_{h(x)}.

Da sie eine Differenz ist, berechnest du ihre Ableitung mit der Differenzregel. Das heißt, du bestimmst wieder die Ableitung der Funktion links (g(x)), und der Funktion rechts (h(x)) vom Minuszeichen. Die Ergebnisse subtrahierst du und erhältst so 

f'(x)= g'(x)-h'(x)

                 =14x-(-30x^{-7})

        =14x+30x^{-7}.

Vermutlich dürfte dir jetzt das Vorgehen klar sein, aber schauen wir uns noch ein letztes Beispiel zur Differenzregel an.

Beispiel 3

Gegeben ist die Differenz

f(x)=-2x^{-3}-x^{-5}.

Die Differenzregel liefert dir ihre Ableitung

f'(x)=6x^{-4}-(-5x^{-6})

=6x^{-4}+5x^{-6}.

Weitere Ableitungsregeln

Neben der Summenregel und der Differenzregel gibt es noch weitere wichtige Ableitungsregeln, die du kennen solltest. Wir haben dir alle in folgender Tabelle zusammengefasst. 

Ableitungsregel Funktion Ableitung
Produktregel f(x)=g(x)\cdot h(x) f'(x)=g'(x)\cdot h(x)+g(x)\cdot h'(x)
Quotientenregel f(x)=\frac{g(x)}{h(x)} f'(x)=\frac{g'(x)\cdot h(x)-g(x)\cdot h'(x)}{[h(x)]^2}
Kettenregel f(x)=g(h(x)) f'(x)=g'(h(x))\cdot h'(x)
Faktorregel f(x)=a\cdot g(x) f'(x)=a \cdot g'(x)
Potenzregel f(x)=x^n f'(x)=n\cdot x^{n-1}
Summenregel f(x)=g(x)+h(x) f'(x)=g'(x)+h'(x)
Differenzregel f(x)=g(x)-h(x) f'(x)=g'(x)-h'(x)

Herleitung Summenregel

Im Folgenden wollen wir die Summenregel einmal herleiten. Dafür stellst du die Ableitung der Funktion

f(x)=g(x)+h(x)

 als Differentialquotient mit der h-Methode  dar: 

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

                                       = \lim \limits_{h\to 0} \frac{g(x+h)+h(x+h)-(g(x)+h(x))}{h}.

Im nächsten Schritt löst du die Klammer im Zähler auf. Dabei ändern sich die Vorzeichen der Funktionen g(x) und h(x)

f'(x)= \lim \limits_{h\to 0} \frac{g(x+h)+h(x+h)-g(x)-h(x)}{h}.

Ist das getan, kannst du das Kommutativgesetz anwenden und die Funktionen g(x) und h(x+h) samt Vorzeichen vertauschen:

f'(x)= \lim \limits_{h\to 0} \frac{g(x+h)-g(x)+h(x+h)-h(x)}{h}.

Danach spaltest du den Bruch in zwei Brüche auf: 

f'(x)= \lim \limits_{h\to 0} \left(\frac{g(x+h)-g(x)}{h}+\frac{h(x+h)-h(x)}{h}\right)

und betrachtest nun zwei separate Grenzwerte

f'(x)= \lim \limits_{h\to 0} \frac{g(x+h)-g(x)}{h}+\lim \limits_{h\to 0} \frac{h(x+h)-h(x)}{h}.

Siehst du dir jetzt nochmal die Formel für den Differentialquotient  an, erkennst du, dass die zwei Grenzwerte den Ableitungen g'(x) und h'(x) entsprechen:

f'(x)=g'(x)+ h'(x).  

Schließlich ist damit die Summenregel bewiesen. 

Hallo, leider nutzt du einen AdBlocker.

Auf Studyflix bieten wir dir kostenlos hochwertige Bildung an. Dies können wir nur durch die Unterstützung unserer Werbepartner tun.

Schalte bitte deinen Adblocker für Studyflix aus oder füge uns zu deinen Ausnahmen hinzu. Das tut dir nicht weh und hilft uns weiter.

Danke!
Dein Studyflix-Team

Wenn du nicht weißt, wie du deinen Adblocker deaktivierst oder Studyflix zu den Ausnahmen hinzufügst, findest du hier eine kurze Anleitung. Bitte lade anschließend die Seite neu.