Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 7 8 e -3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 7 8 e -3x

f'(x)= 7 8 e -3x · ( -3 )

= - 21 8 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 5 sin( x ) - e 2x +5 · 2

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

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= - e 3 x 2 +5 · 6x

= -6 · e 3 x 2 +5 x

= -6 x e 3 x 2 +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ln( 7x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ln( 7x )

f'(x)= -2 7x · 7

= - 2 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · sin( 2x )

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

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

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

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 89-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 89-te Ableitung:

f(89)(x) = e -x · ( -x +89 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +1 ) · e -0,3x +3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +1 ) · e -0,3x +3x

f'(x)= ( 1 +0 ) · e -0,3x + ( x +1 ) · e -0,3x · ( -0,3 ) +3

= e -0,3x + ( x +1 ) · ( -0,3 e -0,3x ) +3

= e -0,3x -0,3 ( x +1 ) · e -0,3x +3

= e -0,3x · ( 1 -0,3x -0,3 ) +3

= 3 + ( -0,3x +1 -0,3 ) · e -0,3x

= 3 + ( -0,3x +0,7 ) · e -0,3x