Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 -2 e 7 5 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 -2 e 7 5 x

f'(x)= 0 -2 e 7 5 x · 7 5

= - 14 5 e 7 5 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 3 e -x +5 · ( -1 ) -8x

= -3 e -x +5 -8x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -3x · x 4

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

= -3 · e -3x x 4 +4 · e -3x x 3

= e -3x · ( -3 x 4 +4 x 3 )

= ( -3 x 4 +4 x 3 ) · e -3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · ln( x )

f'(x)= 2x · ln( x ) + x 2 · 1 x · 1

= 2 x ln( x ) + x 2 · 1 x

= 2 x ln( x ) + x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 3x +8 ) · e -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x +8 ) · e -2x

f'(x)= ( 3 +0 ) · e -2x + ( 3x +8 ) · e -2x · ( -2 )

= 3 e -2x + ( 3x +8 ) · ( -2 e -2x )

= 3 e -2x -2 ( 3x +8 ) · e -2x

= e -2x · ( -6x -13 )

= ( -6x -13 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 93-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 93-te Ableitung:

f(93)(x) = e -x · ( -x +93 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( x -7 ) · e -0,2x -5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x -7 ) · e -0,2x -5

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +3 ( x -7 ) · e -0,2x · ( -0,2 )+0

= 3 e -0,2x +3 ( x -7 ) · ( -0,2 e -0,2x )

= 3 e -0,2x -0,6 ( x -7 ) · e -0,2x

= e -0,2x · ( -0,6x +7,2 )

= ( -0,6x +7,2 ) · e -0,2x