Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 + e -2x

f'(x)= 0 + e -2x · ( -2 )

= -2 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e 2x x 5

f'(x)= e 2x · 2 · x 5 + e 2x · 5 x 4

= 2 · e 2x x 5 +5 · e 2x x 4

= e 2x · ( 2 x 5 +5 x 4 )

= ( 2 x 5 +5 x 4 ) · e 2x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -3x · ( 3 x 3 -2 x 2 )

f'(x)= e -3x · ( -3 ) · ( 3 x 3 -2 x 2 ) + e -3x · ( 9 x 2 -4x )

= -3 · e -3x ( 3 x 3 -2 x 2 ) + e -3x ( 9 x 2 -4x )

= e -3x · ( -9 x 3 +6 x 2 + ( 9 x 2 -4x ) )

= e -3x · ( -9 x 3 +15 x 2 -4x )

= ( -9 x 3 +15 x 2 -4x ) · e -3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 3 x 3 - x 2 · ( 9 x 2 -2x )

= 9 x 2 -2x 3 x 3 - x 2

= 1 · ( 9x -2 ) x · ( 3x -1 )

= 9x -2 x · ( 3x -1 )

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -3x +4 ) 5

f'(x)= 5 ( -3x +4 ) 4 · ( -3 +0 )

= 5 ( -3x +4 ) 4 · ( -3 )

= -15 ( -3x +4 ) 4

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 88-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 88-te Ableitung:

f(88)(x) = - e -x · ( -x +88 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ( x -4 ) · e -0,8x -3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x -4 ) · e -0,8x -3

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

= -4 e -0,8x -4 ( x -4 ) · ( -0,8 e -0,8x )

= -4 e -0,8x +3,2 ( x -4 ) · e -0,8x

= e -0,8x · ( 3,2x -16,8 )

= ( 3,2x -16,8 ) · e -0,8x