Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 e -x

f'(x)= 2 e -x · ( -1 )

= -2 e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3 x 2 +3 ) · e 2x +3

f'(x)= ( 6x +0 ) · e 2x +3 + ( 3 x 2 +3 ) · e 2x +3 · 2

= 6x · e 2x +3 + ( 3 x 2 +3 ) · 2 e 2x +3

= 6 x · e 2x +3 +2 ( 3 x 2 +3 ) · e 2x +3

= e 2x +3 · ( 6 x 2 +6x +6 )

= ( 6 x 2 +6x +6 ) · e 2x +3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x +1 ) · e 2x

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

= 2 e 2x + ( 2x +1 ) · 2 e 2x

= 2 e 2x +2 ( 2x +1 ) · e 2x

= e 2x · ( 4x +4 )

= ( 4x +4 ) · e 2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 x 3 · ln( x 2 +4 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 x 3 · ln( x 2 +4 )

f'(x)= 15 x 2 · ln( x 2 +4 ) + 5 x 3 · 1 x 2 +4 · ( 2x +0 )

= 15 x 2 ln( x 2 +4 ) + 5 x 3 · 1 x 2 +4 · ( 2x )

= 15 x 2 ln( x 2 +4 ) + 5 x 3 · 2 x x 2 +4

= 15 x 2 ln( x 2 +4 ) +10 x 3 · x x 2 +4

= 15 x 2 ln( x 2 +4 ) +10 x 4 x 2 +4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x -4 ) · e -3x

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

= 3 e -3x + ( 3x -4 ) · ( -3 e -3x )

= 3 e -3x -3 ( 3x -4 ) · e -3x

= e -3x · ( -9x +15 )

= ( -9x +15 ) · e -3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 90-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 90-te Ableitung:

f(90)(x) = - e -x · ( -x +90 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 ( x +6 ) · e -0,9x +5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x +6 ) · e -0,9x +5

f'(x)= 5 · ( 1 +0 ) · e -0,9x +5 ( x +6 ) · e -0,9x · ( -0,9 )+0

= 5 e -0,9x +5 ( x +6 ) · ( -0,9 e -0,9x )

= 5 e -0,9x -4,5 ( x +6 ) · e -0,9x

= e -0,9x · ( -4,5x -22 )

= ( -4,5x -22 ) · e -0,9x