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)= ( -4 x 2 -3x ) · e -2x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( -4 x 2 -3x ) · e -2x -1

f'(x)= ( -8x -3 ) · e -2x -1 + ( -4 x 2 -3x ) · e -2x -1 · ( -2 )

= ( -8x -3 ) · e -2x -1 + ( -4 x 2 -3x ) · ( -2 e -2x -1 )

= ( -8x -3 ) · e -2x -1 -2 ( -4 x 2 -3x ) · e -2x -1

= e -2x -1 · ( -8x -3 + ( 8 x 2 +6x ) )

= e -2x -1 · ( 8 x 2 -2x -3 )

= ( 8 x 2 -2x -3 ) · e -2x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -3 x 2 -4 ) · e 4x -5

f'(x)= ( -6x +0 ) · e 4x -5 + ( -3 x 2 -4 ) · e 4x -5 · 4

= -6x · e 4x -5 + ( -3 x 2 -4 ) · 4 e 4x -5

= -6 x · e 4x -5 +4 ( -3 x 2 -4 ) · e 4x -5

= e 4x -5 · ( -12 x 2 -6x -16 )

= ( -12 x 2 -6x -16 ) · e 4x -5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 x 2 · ln( x +4 )

f'(x)= 6x · ln( x +4 ) + 3 x 2 · 1 x +4 · ( 1 +0 )

= 6 x ln( x +4 ) + 3 x 2 · 1 x +4 · ( 1 )

= 6 x ln( x +4 ) + 3 x 2 · 1 x +4

= 6 x ln( x +4 ) +3 x 2 x +4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · sin( -3x )

f'(x)= 4 x 3 · sin( -3x ) + x 4 · cos( -3x ) · ( -3 )

= 4 x 3 · sin( -3x ) + x 4 · ( -3 cos( -3x ) )

= 4 x 3 · sin( -3x ) -3 x 4 · cos( -3x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 77-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 77-te Ableitung:

f(77)(x) = e -x · ( -x +77 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x -1 ) · e -0,8x -7x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x -1 ) · e -0,8x -7x

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,8x -2 ( x -1 ) · e -0,8x · ( -0,8 ) -7

= -2 e -0,8x -2 ( x -1 ) · ( -0,8 e -0,8x ) -7

= -2 e -0,8x +1,6 ( x -1 ) · e -0,8x -7

= -2 e -0,8x -7 +1,6 ( x -1 ) · e -0,8x