Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 + 11 9 e 5 7 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 + 11 9 e 5 7 x

f'(x)= 0 + 11 9 e 5 7 x · 5 7

= 55 63 e 5 7 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -5 x 3 +3x ) · e -4x +3

f'(x)= ( -15 x 2 +3 ) · e -4x +3 + ( -5 x 3 +3x ) · e -4x +3 · ( -4 )

= ( -15 x 2 +3 ) · e -4x +3 + ( -5 x 3 +3x ) · ( -4 e -4x +3 )

= ( -15 x 2 +3 ) · e -4x +3 -4 ( -5 x 3 +3x ) · e -4x +3

= e -4x +3 · ( -15 x 2 +3 + ( 20 x 3 -12x ) )

= e -4x +3 · ( 20 x 3 -15 x 2 -12x +3 )

= ( 20 x 3 -15 x 2 -12x +3 ) · e -4x +3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e 3x · x 5

f'(x)= e 3x · 3 · x 5 + e 3x · 5 x 4

= 3 · e 3x x 5 +5 · e 3x x 4

= e 3x · ( 3 x 5 +5 x 4 )

= ( 3 x 5 +5 x 4 ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 6x · ln( x 2 +3 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 6x · ln( x 2 +3 )

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

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

= 6 ln( x 2 +3 ) + 6x · 2 x x 2 +3

= 6 ln( x 2 +3 ) +12 x · x x 2 +3

= 6 ln( x 2 +3 ) +12 x 2 x 2 +3

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x 2 +7 ) · cos( x 3 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 +7 ) · cos( x 3 )

f'(x)= ( 2x +0 ) · cos( x 3 ) + ( x 2 +7 ) · ( - sin( x 3 ) · 3 x 2 )

= 2x · cos( x 3 ) + ( x 2 +7 ) · ( -3 sin( x 3 ) x 2 )

= 2 x · cos( x 3 ) -3 ( x 2 +7 ) sin( x 3 ) x 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 95-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 95-te Ableitung:

f(95)(x) = e -x · ( -x +95 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 ( x +6 ) · e -0,8x + x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 ( x +6 ) · e -0,8x + x

f'(x)= -3 · ( 1 +0 ) · e -0,8x -3 ( x +6 ) · e -0,8x · ( -0,8 ) +1

= -3 e -0,8x -3 ( x +6 ) · ( -0,8 e -0,8x ) +1

= -3 e -0,8x +2,4 ( x +6 ) · e -0,8x +1

= -3 e -0,8x +1 +2,4 ( x +6 ) · e -0,8x