Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 -2 e 3x · 3

= -6 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= - e 3x +1 · 3 -3 x 2

= -3 e 3x +1 -3 x 2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 5 x 3 -2 x 2 ) · e 3x

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

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

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

= e 3x · ( 15 x 3 -6 x 2 + ( 15 x 2 -4x ) )

= e 3x · ( 15 x 3 +9 x 2 -4x )

= ( 15 x 3 +9 x 2 -4x ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 x 3 · ln( x -3 )

f'(x)= 9 x 2 · ln( x -3 ) + 3 x 3 · 1 x -3 · ( 1 +0 )

= 9 x 2 ln( x -3 ) + 3 x 3 · 1 x -3 · ( 1 )

= 9 x 2 ln( x -3 ) + 3 x 3 · 1 x -3

= 9 x 2 ln( x -3 ) +3 x 3 x -3

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x +4 ) · cos( 2x )

f'(x)= ( 1 +0 ) · cos( 2x ) + ( x +4 ) · ( - sin( 2x ) · 2 )

= cos( 2x ) + ( x +4 ) · ( -2 sin( 2x ) )

= cos( 2x ) -2 ( x +4 ) · sin( 2x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 75-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 75-te Ableitung:

f(75)(x) = e -x · ( -x +75 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x -2 ) · e -0,2x +9x

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

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

= e -0,2x -0,2 ( x -2 ) · e -0,2x +9

= e -0,2x +9 -0,2 ( x -2 ) · e -0,2x