Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 -3 e 2x · 2

= -6 e 2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 4 x 4 + x 3 ) · e -5x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 4 + x 3 ) · e -5x -1

f'(x)= ( 16 x 3 +3 x 2 ) · e -5x -1 + ( 4 x 4 + x 3 ) · e -5x -1 · ( -5 )

= ( 16 x 3 +3 x 2 ) · e -5x -1 + ( 4 x 4 + x 3 ) · ( -5 e -5x -1 )

= ( 16 x 3 +3 x 2 ) · e -5x -1 -5 ( 4 x 4 + x 3 ) · e -5x -1

= e -5x -1 · ( -20 x 4 -5 x 3 + ( 16 x 3 +3 x 2 ) )

= e -5x -1 · ( -20 x 4 +11 x 3 +3 x 2 )

= ( -20 x 4 +11 x 3 +3 x 2 ) · e -5x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= e -2 x 2 -5 · ( -4x )

= -4 · e -2 x 2 -5 x

= -4 x e -2 x 2 -5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 x 3 · ln( x )

f'(x)= 15 x 2 · ln( x ) + 5 x 3 · 1 x · 1

= 15 x 2 ln( x ) + 5 x 3 · 1 x

= 15 x 2 ln( x ) +5 x 2

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 +6 ) · e 3x

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

= 2x · e 3x + ( x 2 +6 ) · 3 e 3x

= 2 x · e 3x +3 ( x 2 +6 ) · e 3x

= e 3x · ( 3 x 2 +2x +18 )

= ( 3 x 2 +2x +18 ) · e 3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 90-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 90-te Ableitung:

f(90)(x) = - e -x · ( -x +90 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - ( x -4 ) · e -0,5x +1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ( x -4 ) · e -0,5x +1

f'(x)= - ( 1 +0 ) · e -0,5x - ( x -4 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+0

= - e -0,5x - ( x -4 ) · ( -0,5 e -0,5x )

= - e -0,5x +0,5 ( x -4 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( 0,5x -3 )

= ( 0,5x -3 ) · e -0,5x