Aufgabenbeispiele von mit Parameter

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Ableiten mit Parameter (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= t x 3 · e ( -x )

f'(x)= 3 t x 2 · e ( -x ) + t x 3 · e -x · ( -1 )

= 3 t x 2 · e -x + t x 3 · ( - e -x )

= 3 t x 2 · e -x - t x 3 · e -x

= e -x · ( - t x 3 +3 t x 2 )

= ( - t x 3 +3 t x 2 ) · e -x

= t x 2 e -x ( -x +3 )

Ableiten mit Parameter

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit ft(x)= - t x +2 t 2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - t x +2 t 2

f'(x)= - t +0

= - t

gegeb. Tangentensteigung (BF)

Beispiel:

Für welches t hat der Graph von f mit ft(x)= - e 2 t x +4 t +2x an der Stelle x = -2 eine waagrechte Tangente

Lösung einblenden

Um die Tangentensteigung zu bestimmen, leiten wir die Funktion erst einmal ab:

f(x)= - e 2 t x +4 t +2x

f'(x)= - e 2 t x +4 t · 2 t +2

= -2 t e 2 t x +4 t +2

In diese Ableitung setzen wir x=-2 ein:

f'(-2)= -2 t e 2 t ( -2 ) +4 t +2 = -2t +2

Damit der Graph eine waagrechte Tangente hat, muss die Steigung gleich 0 sein,
also f'(-2)= -2t +2 soll gleich 0 sein.

Dazu lösen wir die Gleichung -2t +2 = 0 nach t auf.

-2t +2 = 0 | -2
-2t = -2 |:(-2 )
t = 1

Für t= 1 ist also die Tangente parallel zu der gegebenen Gerade.

t-Wert bestimmen, dass f'(x0)=y0

Beispiel:

Für welche t ist die Tangente von f mit ft(x)= -5 e t 2 x 2 +2 t 2 x im Punkt B(-2|f(-2)) parallel zur Gerade y= 40x -8 ?
Gib alle Möglichkeiten für t an.

Lösung einblenden

Um die Tangentensteigung zu bestimmen, leiten wir die Funktion erst einmal ab:

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

f'(x)= -5 e t 2 x 2 +2 t 2 x · ( 2 t 2 x +2 t 2 )

= -5 · e t 2 x 2 +2 t 2 x ( 2 t 2 x +2 t 2 )

= -5 ( 2 t 2 x +2 t 2 ) e t 2 x 2 +2 t 2 x

In diese Ableitung setzen wir x=-2 ein:

f'(-2) = -5 · e t 2 ( -2 ) 2 +2 t 2 ( -2 ) · ( 2 t 2 ( -2 ) +2 t 2 ) = -5 · e 0 · ( -4 t 2 +2 t 2 ) = 10 t 2

Damit die Tangente parallel zur Geraden y= 40 x-8 wird, müssen die Steigungen gleich sein,
also f'(-2)= 10 t 2 soll gleich 40 sein.
Dazu lösen wir die Gleichung 10 t 2 = 40 nach t auf.

10 t 2 = 40 |:10
t 2 = 4 | 2
t1 = - 4 = -2
t2 = 4 = 2

Für t= -2 und t= 2 ist also die Tangente parallel zu der gegebenen Gerade.