Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 e 6 7 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 e 6 7 x

f'(x)= -3 e 6 7 x · 6 7

= - 18 7 e 6 7 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e -3x +2

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

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

= 2 x · e -3x +2 -3 x 2 · e -3x +2

= e -3x +2 · ( -3 x 2 +2x )

= ( -3 x 2 +2x ) · e -3x +2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 5 · e -2x -2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e -2x -2

f'(x)= 5 x 4 · e -2x -2 + x 5 · e -2x -2 · ( -2 )

= 5 x 4 · e -2x -2 + x 5 · ( -2 e -2x -2 )

= 5 x 4 · e -2x -2 -2 x 5 · e -2x -2

= e -2x -2 · ( -2 x 5 +5 x 4 )

= ( -2 x 5 +5 x 4 ) · e -2x -2

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3x · ln( x 2 -1 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3x · ln( x 2 -1 )

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

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

= 3 ln( x 2 -1 ) + 3x · 2 x x 2 -1

= 3 ln( x 2 -1 ) +6 x · x x 2 -1

= 3 ln( x 2 -1 ) +6 x 2 x 2 -1

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x · sin( -x -4 )

= x 1 2 · sin( -x -4 )

=> f'(x) = 1 2 x - 1 2 · sin( -x -4 ) + x 1 2 · cos( -x -4 ) · ( -1 +0 )

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

= 1 2 sin( -x -4 ) x + x · cos( -x -4 ) · ( -1 )

= 1 2 sin( -x -4 ) x + x · ( - cos( -x -4 ) )

= 1 2 sin( -x -4 ) x - x · cos( -x -4 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 83-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 83-te Ableitung:

f(83)(x) = e -x · ( -x +83 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - ( x +2 ) · e -0,5x + x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ( x +2 ) · e -0,5x + x

f'(x)= - ( 1 +0 ) · e -0,5x - ( x +2 ) · e -0,5x · ( -0,5 ) +1

= - e -0,5x - ( x +2 ) · ( -0,5 e -0,5x ) +1

= - e -0,5x +0,5 ( x +2 ) · e -0,5x +1

= - e -0,5x +1 +0,5 ( x +2 ) · e -0,5x