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 · ( -1 )

= e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3 x 2 -5x ) · e -2x -5

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

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

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

= e -2x -5 · ( 6x -5 + ( -6 x 2 +10x ) )

= e -2x -5 · ( -6 x 2 +16x -5 )

= ( -6 x 2 +16x -5 ) · e -2x -5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 x 2 +1 e 3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 x 2 +1 e 3x

f'(x)= ( 8x +0 ) · e 3x - ( 4 x 2 +1 ) · e 3x · 3 ( e 3x ) 2

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

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

= -3 ( 4 x 2 +1 ) · e 3x +8 x · e 3x e 6x

= e 3x -6x · ( -12 x 2 +8x -3 ) 1

= e -3x · ( -12 x 2 +8x -3 ) 1

= ( -12 x 2 +8x -3 ) · e -3x 1

= ( -12 x 2 +8x -3 ) · e -3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 7 x 2 · ln( x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 7 x 2 · ln( x )

f'(x)= 14x · ln( x ) + 7 x 2 · 1 x · 1

= 14 x ln( x ) + 7 x 2 · 1 x

= 14 x ln( x ) +7x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( -3x +1 ) 3

f'(x)= 9 ( -3x +1 ) 2 · ( -3 +0 )

= 9 ( -3x +1 ) 2 · ( -3 )

= -27 ( -3x +1 ) 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 87-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 87-te Ableitung:

f(87)(x) = e -x · ( -x +87 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -5 ( x -2 ) · e -0,5x +9x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -5 ( x -2 ) · e -0,5x +9x

f'(x)= -5 · ( 1 +0 ) · e -0,5x -5 ( x -2 ) · e -0,5x · ( -0,5 ) +9

= -5 e -0,5x -5 ( x -2 ) · ( -0,5 e -0,5x ) +9

= -5 e -0,5x +2,5 ( x -2 ) · e -0,5x +9

= -5 e -0,5x +9 +2,5 ( x -2 ) · e -0,5x