Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 + e x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 + e x

f'(x)= 0 + e x

= e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 4 · e 3x -2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e 3x -2

f'(x)= 4 x 3 · e 3x -2 + x 4 · e 3x -2 · 3

= 4 x 3 · e 3x -2 + x 4 · 3 e 3x -2

= 4 x 3 · e 3x -2 +3 x 4 · e 3x -2

= e 3x -2 · ( 3 x 4 +4 x 3 )

= ( 3 x 4 +4 x 3 ) · e 3x -2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( - x 3 +2 x 2 ) · e -x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( - x 3 +2 x 2 ) · e -x

f'(x)= ( -3 x 2 +4x ) · e -x + ( - x 3 +2 x 2 ) · e -x · ( -1 )

= ( -3 x 2 +4x ) · e -x + ( - x 3 +2 x 2 ) · ( - e -x )

= ( -3 x 2 +4x ) · e -x - ( - x 3 +2 x 2 ) · e -x

= e -x · ( x 3 -2 x 2 + ( -3 x 2 +4x ) )

= e -x · ( x 3 -5 x 2 +4x )

= ( x 3 -5 x 2 +4x ) · e -x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 x 3 · ln( x -4 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 x 3 · ln( x -4 )

f'(x)= 9 x 2 · ln( x -4 ) + 3 x 3 · 1 x -4 · ( 1 +0 )

= 9 x 2 ln( x -4 ) + 3 x 3 · 1 x -4 · ( 1 )

= 9 x 2 ln( x -4 ) + 3 x 3 · 1 x -4

= 9 x 2 ln( x -4 ) +3 x 3 x -4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 sin( x 2 -4 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 sin( x 2 -4 )

f'(x)= 3 cos( x 2 -4 ) · ( 2x +0 )

= 3 cos( x 2 -4 ) · ( 2x )

= 6 cos( x 2 -4 ) x

= 6 x · cos( x 2 -4 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 81-te Ableitung der Funktion f(x)= x · e -x .

Lösung einblenden

Wir leiten f einfach mal ein paar mal ab und unteruschen, ob wir ein System erkennen können.

f(x) = x · e -x

f'(x) = 1 · e -x + x · e -x · ( -1 ) = e -x · ( -x +1 )

f''(x) = e -x · ( -1 ) · ( -x +1 ) + e -x · ( -1 +0 ) = - e -x · ( -x +2 )

f'''(x) = - e -x · ( -1 ) · ( -x +2 ) - e -x · ( -1 +0 ) = e -x · ( -x +3 )

f(4)(x) = e -x · ( -1 ) · ( -x +3 ) + e -x · ( -1 +0 ) = - e -x · ( -x +4 )

...

Wir erkennen, dass mit jeder Ableitung die hintere Zahl in der Klammer um 1 wächst. Außerdem ändert sich mit jeder Ableitung das Vorzeichen. Dabei ist der Koeffizient immer bei den geraden Ableitungen negativ, bei den ungeraden positiv .

Somit gilt für die 81-te Ableitung:

f(81)(x) = e -x · ( -x +81 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 ( x +6 ) · e -0,5x +4 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 ( x +6 ) · e -0,5x +4

f'(x)= -3 · ( 1 +0 ) · e -0,5x -3 ( x +6 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+0

= -3 e -0,5x -3 ( x +6 ) · ( -0,5 e -0,5x )

= -3 e -0,5x +1,5 ( x +6 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( 1,5x +6 )

= ( 1,5x +6 ) · e -0,5x