Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 e 2x

f'(x)= -2 e 2x · 2

= -4 e 2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -2x +2

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

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

= 3 x 2 · e -2x +2 -2 x 3 · e -2x +2

= e -2x +2 · ( -2 x 3 +3 x 2 )

= ( -2 x 3 +3 x 2 ) · e -2x +2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -x · ( -3 x 3 +3 x 2 )

f'(x)= e -x · ( -1 ) · ( -3 x 3 +3 x 2 ) + e -x · ( -9 x 2 +6x )

= - e -x ( -3 x 3 +3 x 2 ) + e -x ( -9 x 2 +6x )

= e -x · ( 3 x 3 -3 x 2 + ( -9 x 2 +6x ) )

= e -x · ( 3 x 3 -12 x 2 +6x )

= ( 3 x 3 -12 x 2 +6x ) · e -x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 x 3 · ln( x )

f'(x)= 12 x 2 · ln( x ) + 4 x 3 · 1 x · 1

= 12 x 2 ln( x ) + 4 x 3 · 1 x

= 12 x 2 ln( x ) +4 x 2

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x +5 ) · sin( x 3 )

f'(x)= ( 2 +0 ) · sin( x 3 ) + ( 2x +5 ) · cos( x 3 ) · 3 x 2

= 2 sin( x 3 ) + ( 2x +5 ) · 3 cos( x 3 ) x 2

= 2 sin( x 3 ) +3 ( 2x +5 ) cos( x 3 ) x 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 85-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 85-te Ableitung:

f(85)(x) = e -x · ( -x +85 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 ( x -5 ) · e -0,9x -2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 ( x -5 ) · e -0,9x -2

f'(x)= -3 · ( 1 +0 ) · e -0,9x -3 ( x -5 ) · e -0,9x · ( -0,9 )+0

= -3 e -0,9x -3 ( x -5 ) · ( -0,9 e -0,9x )

= -3 e -0,9x +2,7 ( x -5 ) · e -0,9x

= e -0,9x · ( 2,7x -16,5 )

= ( 2,7x -16,5 ) · e -0,9x