Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - e x

f'(x)= - e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e -2x +3

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

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

= 4 x 3 · e -2x +3 -2 x 4 · e -2x +3

= e -2x +3 · ( -2 x 4 +4 x 3 )

= ( -2 x 4 +4 x 3 ) · e -2x +3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -5x -5 ) · e 2x

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

= -5 e 2x + ( -5x -5 ) · 2 e 2x

= -5 e 2x +2 ( -5x -5 ) · e 2x

= e 2x · ( -10x -15 )

= ( -10x -15 ) · e 2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x · ln( x )

f'(x)= 1 · ln( x ) + x · 1 x · 1

= ln( x ) + x · 1 x

= ln( x ) +1

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( cos( x ) +2 ) 2 und vereinfache:

Lösung einblenden

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

f'(x)= 6( cos( x ) +2 ) · ( - sin( x ) +0 )

= 6( cos( x ) +2 ) · ( - sin( x ) )

= -6 ( cos( x ) +2 ) · sin( x )

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)= 2 ( x -4 ) · e -0,6x -6x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ( x -4 ) · e -0,6x -6x

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

= 2 e -0,6x +2 ( x -4 ) · ( -0,6 e -0,6x ) -6

= 2 e -0,6x -1,2 ( x -4 ) · e -0,6x -6

= 2 e -0,6x -6 -1,2 ( x -4 ) · e -0,6x