Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 -3 e -2x · ( -2 )

= 6 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

= 3 cos( x ) -4 e -2x +3 +3 sin( x )

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 e -2x

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

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

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

= 2 x 2 · e -2x +2 x · e -2x e -4x

= 2 · e -2x +4x · ( x 2 + x ) 1

= 2 · e 2x · ( x 2 + x ) 1

= 2 ( x 2 + x ) · e 2x 1

= 2 ( x 2 + x ) · e 2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 6x · ln( x -6 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 6x · ln( x -6 )

f'(x)= 6 · ln( x -6 ) + 6x · 1 x -6 · ( 1 +0 )

= 6 ln( x -6 ) + 6x · 1 x -6 · ( 1 )

= 6 ln( x -6 ) + 6x · 1 x -6

= 6 ln( x -6 ) +6 x x -6

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x +7 ) · e -3x

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

= e -3x + ( x +7 ) · ( -3 e -3x )

= e -3x -3 ( x +7 ) · e -3x

= e -3x · ( -3x -20 )

= ( -3x -20 ) · e -3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 91-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 91-te Ableitung:

f(91)(x) = e -x · ( -x +91 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - ( x -6 ) · e -0,4x -5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ( x -6 ) · e -0,4x -5

f'(x)= - ( 1 +0 ) · e -0,4x - ( x -6 ) · e -0,4x · ( -0,4 )+0

= - e -0,4x - ( x -6 ) · ( -0,4 e -0,4x )

= - e -0,4x +0,4 ( x -6 ) · e -0,4x

= e -0,4x · ( 0,4x -3,4 )

= ( 0,4x -3,4 ) · e -0,4x