Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 - e -x

f'(x)= 0 - e -x · ( -1 )

= 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)= -3 e -3 x 2 +5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 e -3 x 2 +5

f'(x)= -3 e -3 x 2 +5 · ( -6x )

= 18 · e -3 x 2 +5 x

= 18 x e -3 x 2 +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ln( 4 x 2 -5x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ln( 4 x 2 -5x )

f'(x)= 1 4 x 2 -5x · ( 8x -5 )

= 8x -5 4 x 2 -5x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · cos( x 3 )

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

= 2 x · cos( x 3 ) + x 2 · ( -3 sin( x 3 ) x 2 )

= 2 x · cos( x 3 ) -3 x 2 sin( x 3 ) x 2

= 2 x · cos( x 3 ) -3 x 4 · sin( x 3 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 94-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 94-te Ableitung:

f(94)(x) = - e -x · ( -x +94 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x +2 ) · e -0,5x +7 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x +2 ) · e -0,5x +7

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,5x -2 ( x +2 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+0

= -2 e -0,5x -2 ( x +2 ) · ( -0,5 e -0,5x )

= -2 e -0,5x + ( x +2 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( x +0 )

= e -0,5x · x

= x · e -0,5x