Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 + e -2x

f'(x)= 0 + e -2x · ( -2 )

= -2 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( - x 3 +3 x 2 ) · e -3x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( - x 3 +3 x 2 ) · e -3x -1

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

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

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

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

= e -3x -1 · ( 3 x 3 -12 x 2 +6x )

= ( 3 x 3 -12 x 2 +6x ) · e -3x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e 3x · x 3

f'(x)= e 3x · 3 · x 3 + e 3x · 3 x 2

= 3 · e 3x x 3 +3 · e 3x x 2

= e 3x · ( 3 x 3 +3 x 2 )

= ( 3 x 3 +3 x 2 ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 4x )

f'(x)= 1 4x · 4

= 1 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 sin( -2 x 3 +3 )

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

= -3 cos( -2 x 3 +3 ) · ( -6 x 2 )

= 18 cos( -2 x 3 +3 ) x 2

= 18 x 2 · cos( -2 x 3 +3 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 86-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 86-te Ableitung:

f(86)(x) = - e -x · ( -x +86 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x +5 ) · e -0,5x +2

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

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

= 5 e -0,5x -2,5 ( x +5 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( -2,5x -7,5 )

= ( -2,5x -7,5 ) · e -0,5x