Aufgabenbeispiele von ganzrational

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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - 1 3 x 3 +5

f'(x)= - x 2 +0

= - x 2

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5x +3 und gib die Steigung von f an der Stelle x=-1 an:

Lösung einblenden

f(x)= 5x +3

=>f'(x)= 5 +0

= 5

f'(-1) = 5

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= 5 x 3 -2x x 2 .

Lösung einblenden

Zuerst formen wir den Funktionsterm so um, dass man ihn leicht ableiten kann:

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

= 5 x 3 x 2 + -2x x 2

= 5x - 2 x

= 5x -2 x -1

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x) = 5 +2 x -2

f'(x)= 5 + 2 x 2

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +2 ) · ( -7 x 3 ) -3 -7 x 5 und vereinfache:

Lösung einblenden

Als erstes sollten wir den Term mal vereinfachen, damit er sich danach viel einfacher ableiten lässt.
Dazu multiplizieren wir als erstes das Produkt aus:

f(x)= ( x +2 ) · ( -7 x 3 ) -3 -7 x 5

= -7 x 4 -14 x 3 -3 -7 x 5

= -7 x 5 -7 x 4 -14 x 3 -3

f'(x)= -35 x 4 -28 x 3 -42 x 2

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - 1 4 t 2 x 4 + x 3 -5 t und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - 1 4 t 2 x 4 + x 3 -5 t

f'(x)= - t 2 x 3 +3 x 2 +0

= - t 2 x 3 +3 x 2

Stelle mit f'(x)=c finden (algebr.)

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Ableitung der Funktion f mit f(x)= 1 3 x 3 - 7 2 x 2 +12x den Wert 0 hat, also dass f '(x) = 0 gilt.

Falls mehrere Lösungen existieren, diese bitte mit Semikolon (;) trennen.

Lösung einblenden

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 3 x 3 - 7 2 x 2 +12x

f'(x)= x 2 -7x +12

Diese Ableitung muss ja = 0 sein, also setzen wir x 2 -7x +12 = 0.

x 2 -7x +12 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = +7 ± ( -7 ) 2 -4 · 1 · 12 21

x1,2 = +7 ± 49 -48 2

x1,2 = +7 ± 1 2

x1 = 7 + 1 2 = 7 +1 2 = 8 2 = 4

x2 = 7 - 1 2 = 7 -1 2 = 6 2 = 3

L={ 3 ; 4 }

Zur Probe, ob wir uns verrechnet haben, können wir die Lösung(en) jetzt in die Ableitung einsetzen:

f '( 3 ) = 3 2 -73 +12 = 0

f '( 4 ) = 4 2 -74 +12 = 0

Stelle mit gleichem m wie best. Gerade

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= 1 3 x 3 -6x parallel zur Geraden y = 3x -3 ist.

Falls mehrere Lösungen existieren, diese bitte mit Semikolon (;) trennen.

Lösung einblenden

Die Gerade y = 3x -3 hat als Steigung m = 3 und als y-Achsenabschnitt c = -3 .

Wenn nun die Tangentensteigung an einer Stelle x parallel zur Steigung der gegebenen Geraden sein, soll muss also f '(x) = m =3 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 3 x 3 -6x

f'(x)= x 2 -6

Diese Ableitung muss ja = 3 sein, also setzen wir x 2 -6 = 3.

x 2 -6 = 3 | +6
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

L={ -3 ; 3 }

Zur Probe, ob wir uns verrechnet haben, können wir die Lösung(en) jetzt in die Ableitung einsetzen:

f '( -3 ) = ( -3 ) 2 -6 = 3

f '( 3 ) = 3 2 -6 = 3

Stelle mit f'(x)=c finden (komplexer)

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= 3 + 1 2 x · ( x +2 ) parallel zur Geraden y = 2 ist.

Falls mehrere Lösungen existieren, diese bitte mit Semikolon (;) trennen.

Lösung einblenden

Um die Funktion später einfach ableiten zu können, sollten wir sie erstmal vereinfachen:

f(x) = 3 + 1 2 x · ( x +2 )

= 3 + ( 1 2 x 2 + x )

= 1 2 x 2 + x +3

= 1 2 x 2 + x +3

Die Gerade y = 2 hat als Steigung m = 0 und als y-Achsenabschnitt c = 2 .

Wenn nun die Tangentensteigung an einer Stelle x parallel zur Steigung der gegebenen Geraden sein, soll muss also f '(x) = m =0 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 2 x 2 + x +3

f'(x)= x +1 +0

= x +1

Diese Ableitung muss ja = 0 sein, also setzen wir x +1 +0 = 0.

x +1 = 0 | -1
x = -1

L={ -1 }

Zur Probe, ob wir uns verrechnet haben, können wir die Lösung(en) jetzt in die Ableitung einsetzen:

f '( -1 ) = -1 +1 +0 = 0

Ableiten an einem Punkt mit Parameter

Beispiel:

Für welches t hat die Steigung der Tangente an den Graph von f mit f(x)= 4 x 2 + t x im Punkt (1|f(1)) den Wert 7?

Lösung einblenden

f(x)= 4 x 2 + t x

=>f'(x)= 8x + t

Jetzt setzen wir x = 1 in die Ableitungsfunktion f' ein:

= 81 + t
= 8 + t

Dieser Wert soll ja den Wert 7 besitzen, also gilt:

t +8 = 7 | -8
t = -1