Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 4 e -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 1 4 e -2x

f'(x)= 1 4 e -2x · ( -2 )

= - 1 2 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e 4x +4

f'(x)= 5 x 4 · e 4x +4 + x 5 · e 4x +4 · 4

= 5 x 4 · e 4x +4 + x 5 · 4 e 4x +4

= 5 x 4 · e 4x +4 +4 x 5 · e 4x +4

= e 4x +4 · ( 4 x 5 +5 x 4 )

= ( 4 x 5 +5 x 4 ) · e 4x +4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= e -2x · ( -2 x 3 -1 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= e -2x · ( -2 x 3 -1 )

f'(x)= e -2x · ( -2 ) · ( -2 x 3 -1 ) + e -2x · ( -6 x 2 +0 )

= -2 · e -2x · ( -2 x 3 -1 ) + e -2x · ( -6 x 2 )

= -2 · e -2x · ( -2 x 3 -1 )-6 · e -2x x 2

= e -2x · ( 4 x 3 +2 -6 x 2 )

= e -2x · ( 4 x 3 -6 x 2 +2 )

= ( 4 x 3 -6 x 2 +2 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ln( 3 x 2 -4 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ln( 3 x 2 -4 )

f'(x)= 1 3 x 2 -4 · ( 6x +0 )

= 1 3 x 2 -4 · ( 6x )

= 6 x 3 x 2 -4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x 2 -9 ) · sin( -2x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 -9 ) · sin( -2x )

f'(x)= ( 2x +0 ) · sin( -2x ) + ( x 2 -9 ) · cos( -2x ) · ( -2 )

= 2x · sin( -2x ) + ( x 2 -9 ) · ( -2 cos( -2x ) )

= 2 x · sin( -2x ) -2 ( x 2 -9 ) · cos( -2x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 88-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 88-te Ableitung:

f(88)(x) = - e -x · ( -x +88 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +4 ) · e -0,6x +3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +4 ) · e -0,6x +3

f'(x)= ( 1 +0 ) · e -0,6x + ( x +4 ) · e -0,6x · ( -0,6 )+0

= e -0,6x + ( x +4 ) · ( -0,6 e -0,6x )

= e -0,6x -0,6 ( x +4 ) · e -0,6x

= e -0,6x · ( 1 -0,6x -2,4 )

= e -0,6x · ( -0,6x -1,4 )

= ( -0,6x -1,4 ) · e -0,6x