Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 - e x

f'(x)= 0 - e x

= - e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 4 x 2 +5 ) · e 4x +5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 2 +5 ) · e 4x +5

f'(x)= ( 8x +0 ) · e 4x +5 + ( 4 x 2 +5 ) · e 4x +5 · 4

= 8x · e 4x +5 + ( 4 x 2 +5 ) · 4 e 4x +5

= 8 x · e 4x +5 +4 ( 4 x 2 +5 ) · e 4x +5

= e 4x +5 · ( 16 x 2 +20 +8x )

= e 4x +5 · ( 16 x 2 +8x +20 )

= ( 16 x 2 +8x +20 ) · e 4x +5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= - e -3 x 3 -2 · ( -9 x 2 )

= 9 · e -3 x 3 -2 x 2

= 9 x 2 e -3 x 3 -2

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 ln( 5x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 ln( 5x )

f'(x)= 4 5x · 5

= 4 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x -5 ) · cos( x 3 )

f'(x)= ( 3 +0 ) · cos( x 3 ) + ( 3x -5 ) · ( - sin( x 3 ) · 3 x 2 )

= 3 cos( x 3 ) + ( 3x -5 ) · ( -3 sin( x 3 ) x 2 )

= 3 cos( x 3 ) -3 ( 3x -5 ) sin( x 3 ) x 2

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)= 5 ( x -6 ) · e -0,6x +8 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x -6 ) · e -0,6x +8

f'(x)= 5 · ( 1 +0 ) · e -0,6x +5 ( x -6 ) · e -0,6x · ( -0,6 )+0

= 5 e -0,6x +5 ( x -6 ) · ( -0,6 e -0,6x )

= 5 e -0,6x -3 ( x -6 ) · e -0,6x

= e -0,6x · ( 5 -3x +18 )

= e -0,6x · ( -3x +23 )

= ( -3x +23 ) · e -0,6x