Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 + 1 3 e 3x · 3

= e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3 x 3 -5 x 2 ) · e x

f'(x)= ( 9 x 2 -10x ) · e x + ( 3 x 3 -5 x 2 ) · e x

= e x · ( 3 x 3 -5 x 2 + ( 9 x 2 -10x ) )

= e x · ( 3 x 3 +4 x 2 -10x )

= ( 3 x 3 +4 x 2 -10x ) · e x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -2x x 2

f'(x)= e -2x · ( -2 ) · x 2 - e -2x · 2x ( x 2 ) 2

= -2 · e -2x x 2 -2 · e -2x x ( x 2 ) 2

= -2 x 2 · e -2x -2 x · e -2x x 4

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -8 ln( 7x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -8 ln( 7x )

f'(x)= -8 7x · 7

= - 8 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 +4 ) · e 2x

f'(x)= ( 2x +0 ) · e 2x + ( x 2 +4 ) · e 2x · 2

= 2x · e 2x + ( x 2 +4 ) · 2 e 2x

= 2 x · e 2x +2 ( x 2 +4 ) · e 2x

= e 2x · ( 2 x 2 +2x +8 )

= ( 2 x 2 +2x +8 ) · e 2x

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 +2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -5 ( x -2 ) · e -0,5x +2x

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

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

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

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