Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 e x

f'(x)= -2 e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 4 · e 5x +1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e 5x +1

f'(x)= 4 x 3 · e 5x +1 + x 4 · e 5x +1 · 5

= 4 x 3 · e 5x +1 + x 4 · 5 e 5x +1

= 4 x 3 · e 5x +1 +5 x 4 · e 5x +1

= e 5x +1 · ( 5 x 4 +4 x 3 )

= ( 5 x 4 +4 x 3 ) · e 5x +1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -4 x 2 +4 e -x

f'(x)= ( -8x +0 ) · e -x - ( -4 x 2 +4 ) · e -x · ( -1 ) ( e -x ) 2

= -8x · e -x - ( -4 x 2 +4 ) · ( - e -x ) ( e -x ) 2

= -8 x · e -x + ( -4 x 2 +4 ) · e -x ( e -x ) 2

= ( -4 x 2 +4 ) · e -x -8 x · e -x e -2x

= e -x +2x · ( -4 x 2 -8x +4 ) 1

= e x · ( -4 x 2 -8x +4 ) 1

= ( -4 x 2 -8x +4 ) · e x 1

= ( -4 x 2 -8x +4 ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 ln( 4x )

f'(x)= -2 4x · 4

= - 2 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( cos( x ) +5 ) 5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( cos( x ) +5 ) 5

f'(x)= 5 ( cos( x ) +5 ) 4 · ( - sin( x ) +0 )

= 5 ( cos( x ) +5 ) 4 · ( - sin( x ) )

= -5 ( cos( x ) +5 ) 4 · sin( x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 78-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 78-te Ableitung:

f(78)(x) = - e -x · ( -x +78 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( x +4 ) · e -0,2x +5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x +4 ) · e -0,2x +5

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +3 ( x +4 ) · e -0,2x · ( -0,2 )+0

= 3 e -0,2x +3 ( x +4 ) · ( -0,2 e -0,2x )

= 3 e -0,2x -0,6 ( x +4 ) · e -0,2x

= e -0,2x · ( -0,6x +0,6 )

= ( -0,6x +0,6 ) · e -0,2x