Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 e 2 3 x

f'(x)= 2 e 2 3 x · 2 3

= 4 3 e 2 3 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -4x +4

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

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

= 3 x 2 · e -4x +4 -4 x 3 · e -4x +4

= e -4x +4 · ( -4 x 3 +3 x 2 )

= ( -4 x 3 +3 x 2 ) · e -4x +4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4x -1 e x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4x -1 e x

f'(x)= ( -4 +0 ) · e x - ( -4x -1 ) · e x ( e x ) 2

= -4 e x - ( -4x -1 ) · e x ( e x ) 2

= -4 e x - ( -4x -1 ) · e x e 2x

= - e x -2x · ( -4x +3 ) 1

= - e -x · ( -4x +3 ) 1

= - ( -4x +3 ) · e -x 1

= - ( -4x +3 ) · e -x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 6 x 2 · ln( x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 6 x 2 · ln( x )

f'(x)= 12x · ln( x ) + 6 x 2 · 1 x · 1

= 12 x ln( x ) + 6 x 2 · 1 x

= 12 x ln( x ) +6x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 6 ( cos( x ) +3 ) 2 · ( - sin( x ) +0 )

= 6 ( cos( x ) +3 ) 2 · ( - sin( x ) )

= -6 ( cos( x ) +3 ) 2 · sin( x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 92-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 92-te Ableitung:

f(92)(x) = - e -x · ( -x +92 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 ( x -6 ) · e -0,7x +4x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x -6 ) · e -0,7x +4x

f'(x)= 5 · ( 1 +0 ) · e -0,7x +5 ( x -6 ) · e -0,7x · ( -0,7 ) +4

= 5 e -0,7x +5 ( x -6 ) · ( -0,7 e -0,7x ) +4

= 5 e -0,7x -3,5 ( x -6 ) · e -0,7x +4

= 5 e -0,7x +4 -3,5 ( x -6 ) · e -0,7x