Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e 3 5 x

f'(x)= e 3 5 x · 3 5

= 3 5 e 3 5 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 5 x 4 +2x ) · e -4x +5

f'(x)= ( 20 x 3 +2 ) · e -4x +5 + ( 5 x 4 +2x ) · e -4x +5 · ( -4 )

= ( 20 x 3 +2 ) · e -4x +5 + ( 5 x 4 +2x ) · ( -4 e -4x +5 )

= ( 20 x 3 +2 ) · e -4x +5 -4 ( 5 x 4 +2x ) · e -4x +5

= e -4x +5 · ( 20 x 3 +2 + ( -20 x 4 -8x ) )

= e -4x +5 · ( -20 x 4 +20 x 3 -8x +2 )

= ( -20 x 4 +20 x 3 -8x +2 ) · e -4x +5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -x x 5

f'(x)= e -x · ( -1 ) · x 5 - e -x · 5 x 4 ( x 5 ) 2

= - e -x x 5 -5 · e -x x 4 ( x 5 ) 2

= - x 5 · e -x -5 x 4 · e -x x 10

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5x · ln( x +3 )

f'(x)= 5 · ln( x +3 ) + 5x · 1 x +3 · ( 1 +0 )

= 5 ln( x +3 ) + 5x · 1 x +3 · ( 1 )

= 5 ln( x +3 ) + 5x · 1 x +3

= 5 ln( x +3 ) +5 x x +3

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -15 ( x 2 -4 ) 4 · ( 2x +0 )

= -15 ( x 2 -4 ) 4 · ( 2x )

= -30 ( x 2 -4 ) 4 x

= -30 x ( x 2 -4 ) 4

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 86-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 86-te Ableitung:

f(86)(x) = - e -x · ( -x +86 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 ( x -2 ) · e -0,6x -4 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x -2 ) · e -0,6x -4

f'(x)= 5 · ( 1 +0 ) · e -0,6x +5 ( x -2 ) · e -0,6x · ( -0,6 )+0

= 5 e -0,6x +5 ( x -2 ) · ( -0,6 e -0,6x )

= 5 e -0,6x -3 ( x -2 ) · e -0,6x

= e -0,6x · ( -3x +11 )

= ( -3x +11 ) · e -0,6x