Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 3 e -2x

f'(x)= 5 3 e -2x · ( -2 )

= - 10 3 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( -3 x 3 +1 ) · e 5x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( -3 x 3 +1 ) · e 5x -1

f'(x)= ( -9 x 2 +0 ) · e 5x -1 + ( -3 x 3 +1 ) · e 5x -1 · 5

= -9 x 2 · e 5x -1 + ( -3 x 3 +1 ) · 5 e 5x -1

= -9 x 2 · e 5x -1 +5 ( -3 x 3 +1 ) · e 5x -1

= e 5x -1 · ( -15 x 3 -9 x 2 +5 )

= ( -15 x 3 -9 x 2 +5 ) · e 5x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 4 +4 ) · e 3x

f'(x)= ( 16 x 3 +0 ) · e 3x + ( 4 x 4 +4 ) · e 3x · 3

= 16 x 3 · e 3x + ( 4 x 4 +4 ) · 3 e 3x

= 16 x 3 · e 3x +3 ( 4 x 4 +4 ) · e 3x

= e 3x · ( 12 x 4 +16 x 3 +12 )

= ( 12 x 4 +16 x 3 +12 ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 6 x 3 · ln( x 2 -4 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 6 x 3 · ln( x 2 -4 )

f'(x)= 18 x 2 · ln( x 2 -4 ) + 6 x 3 · 1 x 2 -4 · ( 2x +0 )

= 18 x 2 ln( x 2 -4 ) + 6 x 3 · 1 x 2 -4 · ( 2x )

= 18 x 2 ln( x 2 -4 ) + 6 x 3 · 2 x x 2 -4

= 18 x 2 ln( x 2 -4 ) +12 x 3 · x x 2 -4

= 18 x 2 ln( x 2 -4 ) +12 x 4 x 2 -4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 - x 2 -5

= 2 ( - x 2 -5 ) -1

=> f'(x) = -2 ( - x 2 -5 ) -2 · ( -2x +0 )

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

= - 2 ( - x 2 -5 ) 2 · ( -2x )

= 4 x ( - x 2 -5 ) 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 89-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 89-te Ableitung:

f(89)(x) = e -x · ( -x +89 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 ( x -3 ) · e -0,4x +7x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x -3 ) · e -0,4x +7x

f'(x)= 5 · ( 1 +0 ) · e -0,4x +5 ( x -3 ) · e -0,4x · ( -0,4 ) +7

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

= 5 e -0,4x -2 ( x -3 ) · e -0,4x +7

= 5 e -0,4x +7 -2 ( x -3 ) · e -0,4x