Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 + 3 5 e -3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 + 3 5 e -3x

f'(x)= 0 + 3 5 e -3x · ( -3 )

= - 9 5 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e x +1

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

= 4 x 3 · e x +1 + x 4 · e x +1

= e x +1 · ( x 4 +4 x 3 )

= ( x 4 +4 x 3 ) · e x +1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -4 x 3 +4x ) · e 2x

f'(x)= ( -12 x 2 +4 ) · e 2x + ( -4 x 3 +4x ) · e 2x · 2

= ( -12 x 2 +4 ) · e 2x + ( -4 x 3 +4x ) · 2 e 2x

= ( -12 x 2 +4 ) · e 2x +2 ( -4 x 3 +4x ) · e 2x

= e 2x · ( -12 x 2 +4 + ( -8 x 3 +8x ) )

= e 2x · ( -8 x 3 -12 x 2 +8x +4 )

= ( -8 x 3 -12 x 2 +8x +4 ) · e 2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -9 ln( 2x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -9 ln( 2x )

f'(x)= -9 2x · 2

= - 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +9 ) · e 2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +9 ) · e 2x

f'(x)= ( 1 +0 ) · e 2x + ( x +9 ) · e 2x · 2

= e 2x + ( x +9 ) · 2 e 2x

= e 2x +2 ( x +9 ) · e 2x

= e 2x · ( 2x +19 )

= ( 2x +19 ) · e 2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 94-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 94-te Ableitung:

f(94)(x) = - e -x · ( -x +94 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x +1 ) · e -0,8x -8 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x +1 ) · e -0,8x -8

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,8x -2 ( x +1 ) · e -0,8x · ( -0,8 )+0

= -2 e -0,8x -2 ( x +1 ) · ( -0,8 e -0,8x )

= -2 e -0,8x +1,6 ( x +1 ) · e -0,8x

= e -0,8x · ( 1,6x -0,4 )

= ( 1,6x -0,4 ) · e -0,8x