Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -1 + 6 7 e 3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -1 + 6 7 e 3x

f'(x)= 0 + 6 7 e 3x · 3

= 18 7 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

= e -2x -3 -5 x -4 -5 x 1 2

=> f'(x) = e -2x -3 · ( -2 ) +20 x -5 - 5 2 x - 1 2

f'(x)= e -2x -3 · ( -2 ) + 20 x 5 - 5 2 x

= -2 e -2x -3 + 20 x 5 - 5 2 x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e -3x

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

= 2 x · e -3x + x 2 · ( -3 e -3x )

= 2 x · e -3x -3 x 2 · e -3x

= e -3x · ( -3 x 2 +2x )

= ( -3 x 2 +2x ) · 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)= -2 ( 2x +2 ) 3 und vereinfache:

Lösung einblenden

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

f'(x)= -6 ( 2x +2 ) 2 · ( 2 +0 )

= -6 ( 2x +2 ) 2 · ( 2 )

= -12 ( 2x +2 ) 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 90-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 90-te Ableitung:

f(90)(x) = - e -x · ( -x +90 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +6 ) · e -0,4x +3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +6 ) · e -0,4x +3

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 -1,4 )

= ( -0,4x -1,4 ) · e -0,4x