Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 e 6 7 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 e 6 7 x

f'(x)= 3 e 6 7 x · 6 7

= 18 7 e 6 7 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2 x 4 +5 x 3 ) · e -2x +3

f'(x)= ( 8 x 3 +15 x 2 ) · e -2x +3 + ( 2 x 4 +5 x 3 ) · e -2x +3 · ( -2 )

= ( 8 x 3 +15 x 2 ) · e -2x +3 + ( 2 x 4 +5 x 3 ) · ( -2 e -2x +3 )

= ( 8 x 3 +15 x 2 ) · e -2x +3 -2 ( 2 x 4 +5 x 3 ) · e -2x +3

= e -2x +3 · ( -4 x 4 -10 x 3 + ( 8 x 3 +15 x 2 ) )

= e -2x +3 · ( -4 x 4 -2 x 3 +15 x 2 )

= ( -4 x 4 -2 x 3 +15 x 2 ) · e -2x +3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -2x x 2

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

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

= -2 x 2 · e -2x -2 x · e -2x x 4

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 x 2 · ln( x +9 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 x 2 · ln( x +9 )

f'(x)= 4x · ln( x +9 ) + 2 x 2 · 1 x +9 · ( 1 +0 )

= 4 x ln( x +9 ) + 2 x 2 · 1 x +9 · ( 1 )

= 4 x ln( x +9 ) + 2 x 2 · 1 x +9

= 4 x ln( x +9 ) +2 x 2 x +9

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +8 ) · cos( x 2 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +8 ) · cos( x 2 )

f'(x)= ( 1 +0 ) · cos( x 2 ) + ( x +8 ) · ( - sin( x 2 ) · 2x )

= cos( x 2 ) + ( x +8 ) · ( -2 sin( x 2 ) x )

= cos( x 2 ) -2 ( x +8 ) sin( x 2 ) x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 95-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 95-te Ableitung:

f(95)(x) = e -x · ( -x +95 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 ( x +5 ) · e -0,4x -5

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

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

= 4 e -0,4x -1,6 ( x +5 ) · e -0,4x

= e -0,4x · ( -1,6x -4 )

= ( -1,6x -4 ) · e -0,4x