Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 -3 e 6 7 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 -3 e 6 7 x

f'(x)= 0 -3 e 6 7 x · 6 7

= - 18 7 e 6 7 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e -2x -1

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

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

= 4 x 3 · e -2x -1 -2 x 4 · e -2x -1

= e -2x -1 · ( -2 x 4 +4 x 3 )

= ( -2 x 4 +4 x 3 ) · e -2x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -4 x 3 -5 x 2 e 3x

f'(x)= ( -12 x 2 -10x ) · e 3x - ( -4 x 3 -5 x 2 ) · e 3x · 3 ( e 3x ) 2

= ( -12 x 2 -10x ) · e 3x - ( -4 x 3 -5 x 2 ) · 3 e 3x ( e 3x ) 2

= ( -12 x 2 -10x ) · e 3x -3 ( -4 x 3 -5 x 2 ) · e 3x ( e 3x ) 2

= -3 ( -4 x 3 -5 x 2 ) · e 3x + ( -12 x 2 -10x ) · e 3x e 6x

= e 3x -6x · ( 3 x 2 ( 4x +5 )-2 x ( 6x +5 ) ) 1

= e -3x · ( 3 x 2 ( 4x +5 )-2 x ( 6x +5 ) ) 1

= ( 3 x 2 ( 4x +5 )-2 x ( 6x +5 ) ) · e -3x 1

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

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 7 x 3 · ln( x )

f'(x)= 21 x 2 · ln( x ) + 7 x 3 · 1 x · 1

= 21 x 2 ln( x ) + 7 x 3 · 1 x

= 21 x 2 ln( x ) +7 x 2

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -8 ) · cos( -3x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x -8 ) · cos( -3x )

f'(x)= ( 1 +0 ) · cos( -3x ) + ( x -8 ) · ( - sin( -3x ) · ( -3 ) )

= cos( -3x ) + ( x -8 ) · 3 sin( -3x )

= cos( -3x ) +3 ( x -8 ) · sin( -3x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 80-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 80-te Ableitung:

f(80)(x) = - e -x · ( -x +80 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( x +3 ) · e -0,5x -2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x +3 ) · e -0,5x -2

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,5x +3 ( x +3 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+0

= 3 e -0,5x +3 ( x +3 ) · ( -0,5 e -0,5x )

= 3 e -0,5x -1,5 ( x +3 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( -1,5x -1,5 )

= ( -1,5x -1,5 ) · e -0,5x