Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 e -3x

f'(x)= -3 e -3x · ( -3 )

= 9 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -4 x 4 +2x ) · e -2x -5

f'(x)= ( -16 x 3 +2 ) · e -2x -5 + ( -4 x 4 +2x ) · e -2x -5 · ( -2 )

= ( -16 x 3 +2 ) · e -2x -5 + ( -4 x 4 +2x ) · ( -2 e -2x -5 )

= ( -16 x 3 +2 ) · e -2x -5 -2 ( -4 x 4 +2x ) · e -2x -5

= e -2x -5 · ( -16 x 3 +2 + ( 8 x 4 -4x ) )

= e -2x -5 · ( 8 x 4 -16 x 3 -4x +2 )

= ( 8 x 4 -16 x 3 -4x +2 ) · e -2x -5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -5 x 5 - x 4 e -x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -5 x 5 - x 4 e -x

f'(x)= ( -25 x 4 -4 x 3 ) · e -x - ( -5 x 5 - x 4 ) · e -x · ( -1 ) ( e -x ) 2

= ( -25 x 4 -4 x 3 ) · e -x - ( -5 x 5 - x 4 ) · ( - e -x ) ( e -x ) 2

= ( -25 x 4 -4 x 3 ) · e -x + ( -5 x 5 - x 4 ) · e -x ( e -x ) 2

= ( -5 x 5 - x 4 ) · e -x + ( -25 x 4 -4 x 3 ) · e -x e -2x

= e -x +2x · ( - x 4 ( 5x +1 ) - x 3 ( 25x +4 ) ) 1

= e x · ( - x 4 ( 5x +1 ) - x 3 ( 25x +4 ) ) 1

= ( - x 4 ( 5x +1 ) - x 3 ( 25x +4 ) ) · e x 1

= ( - x 4 · ( 5x +1 ) - x 3 · ( 25x +4 ) ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 7 x 2 · ln( x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 7 x 2 · ln( x )

f'(x)= 14x · ln( x ) + 7 x 2 · 1 x · 1

= 14 x ln( x ) + 7 x 2 · 1 x

= 14 x ln( x ) +7x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +9 ) · e 3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +9 ) · e 3x

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

= e 3x + ( x +9 ) · 3 e 3x

= e 3x +3 ( x +9 ) · e 3x

= e 3x · ( 3x +28 )

= ( 3x +28 ) · e 3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 93-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 93-te Ableitung:

f(93)(x) = e -x · ( -x +93 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( x -5 ) · e -0,8x -7 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x -5 ) · e -0,8x -7

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,8x +3 ( x -5 ) · e -0,8x · ( -0,8 )+0

= 3 e -0,8x +3 ( x -5 ) · ( -0,8 e -0,8x )

= 3 e -0,8x -2,4 ( x -5 ) · e -0,8x

= e -0,8x · ( -2,4x +15 )

= ( -2,4x +15 ) · e -0,8x