Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 4 e -x

f'(x)= 3 4 e -x · ( -1 )

= - 3 4 e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -3 x 2 +3 ) · e -x

f'(x)= ( -6x +0 ) · e -x + ( -3 x 2 +3 ) · e -x · ( -1 )

= -6x · e -x + ( -3 x 2 +3 ) · ( - e -x )

= -6 x · e -x - ( -3 x 2 +3 ) · e -x

= e -x · ( 3 x 2 -6x -3 )

= ( 3 x 2 -6x -3 ) · e -x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -5 x 4 +5 ) · e -2x

f'(x)= ( -20 x 3 +0 ) · e -2x + ( -5 x 4 +5 ) · e -2x · ( -2 )

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

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

= e -2x · ( 10 x 4 -20 x 3 -10 )

= ( 10 x 4 -20 x 3 -10 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 x 2 · ln( x +9 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 x 2 · ln( x +9 )

f'(x)= 8x · ln( x +9 ) + 4 x 2 · 1 x +9 · ( 1 +0 )

= 8 x ln( x +9 ) + 4 x 2 · 1 x +9 · ( 1 )

= 8 x ln( x +9 ) + 4 x 2 · 1 x +9

= 8 x ln( x +9 ) +4 x 2 x +9

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x · e 3x -5

= x 1 2 · e 3x -5

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

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

= 1 2 e 3x -5 x + x · 3 e 3x -5

= 1 2 e 3x -5 x +3 x · e 3x -5

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 79-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 79-te Ableitung:

f(79)(x) = e -x · ( -x +79 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ( x +7 ) · e -0,6x + x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x +7 ) · e -0,6x + x

f'(x)= -4 · ( 1 +0 ) · e -0,6x -4 ( x +7 ) · e -0,6x · ( -0,6 ) +1

= -4 e -0,6x -4 ( x +7 ) · ( -0,6 e -0,6x ) +1

= -4 e -0,6x +2,4 ( x +7 ) · e -0,6x +1

= -4 e -0,6x +1 +2,4 ( x +7 ) · e -0,6x