Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -5 + e 5 7 x

f'(x)= 0 + e 5 7 x · 5 7

= 5 7 e 5 7 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( - x 5 +3 ) · e -5x +4

f'(x)= ( -5 x 4 +0 ) · e -5x +4 + ( - x 5 +3 ) · e -5x +4 · ( -5 )

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

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

= e -5x +4 · ( 5 x 5 -5 x 4 -15 )

= ( 5 x 5 -5 x 4 -15 ) · e -5x +4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2 x 4 +5x ) · e -2x

f'(x)= ( 8 x 3 +5 ) · e -2x + ( 2 x 4 +5x ) · e -2x · ( -2 )

= ( 8 x 3 +5 ) · e -2x + ( 2 x 4 +5x ) · ( -2 e -2x )

= ( 8 x 3 +5 ) · e -2x -2 ( 2 x 4 +5x ) · e -2x

= e -2x · ( 8 x 3 +5 + ( -4 x 4 -10x ) )

= e -2x · ( -4 x 4 +8 x 3 -10x +5 )

= ( -4 x 4 +8 x 3 -10x +5 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 x 2 · ln( x 2 -6 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 x 2 · ln( x 2 -6 )

f'(x)= 4x · ln( x 2 -6 ) + 2 x 2 · 1 x 2 -6 · ( 2x +0 )

= 4 x ln( x 2 -6 ) + 2 x 2 · 1 x 2 -6 · ( 2x )

= 4 x ln( x 2 -6 ) + 2 x 2 · 2 x x 2 -6

= 4 x ln( x 2 -6 ) +4 x 2 · x x 2 -6

= 4 x ln( x 2 -6 ) +4 x 3 x 2 -6

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= cos( -2x -4 ) · ( -2 +0 )

= cos( -2x -4 ) · ( -2 )

= -2 cos( -2x -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)= -5 ( x -4 ) · e -0,5x -9 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -5 ( x -4 ) · e -0,5x -9

f'(x)= -5 · ( 1 +0 ) · e -0,5x -5 ( x -4 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+0

= -5 e -0,5x -5 ( x -4 ) · ( -0,5 e -0,5x )

= -5 e -0,5x +2,5 ( x -4 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( 2,5x -15 )

= ( 2,5x -15 ) · e -0,5x