Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 e 3 2 x

f'(x)= -3 e 3 2 x · 3 2

= - 9 2 e 3 2 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -2 x 3 + x 2 ) · e 5x +4

f'(x)= ( -6 x 2 +2x ) · e 5x +4 + ( -2 x 3 + x 2 ) · e 5x +4 · 5

= ( -6 x 2 +2x ) · e 5x +4 + ( -2 x 3 + x 2 ) · 5 e 5x +4

= ( -6 x 2 +2x ) · e 5x +4 +5 ( -2 x 3 + x 2 ) · e 5x +4

= e 5x +4 · ( -10 x 3 +5 x 2 + ( -6 x 2 +2x ) )

= e 5x +4 · ( -10 x 3 - x 2 +2x )

= ( -10 x 3 - x 2 +2x ) · e 5x +4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -2x

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

= 3 x 2 · e -2x + x 3 · ( -2 e -2x )

= 3 x 2 · e -2x -2 x 3 · e -2x

= e -2x · ( -2 x 3 +3 x 2 )

= ( -2 x 3 +3 x 2 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 3 x 2 -2 )

f'(x)= 1 3 x 2 -2 · ( 6x +0 )

= 1 3 x 2 -2 · ( 6x )

= 6 x 3 x 2 -2

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3 x 2 -5 ) · e 3x

f'(x)= ( 6x +0 ) · e 3x + ( 3 x 2 -5 ) · e 3x · 3

= 6x · e 3x + ( 3 x 2 -5 ) · 3 e 3x

= 6 x · e 3x +3 ( 3 x 2 -5 ) · e 3x

= e 3x · ( 9 x 2 +6x -15 )

= ( 9 x 2 +6x -15 ) · e 3x

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)= ( x -3 ) · e -0,7x +4 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x -3 ) · e -0,7x +4

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

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

= e -0,7x -0,7 ( x -3 ) · e -0,7x

= e -0,7x · ( -0,7x +3,1 )

= ( -0,7x +3,1 ) · e -0,7x