Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 +2 e -x

f'(x)= 0 + 2 e -x · ( -1 )

= -2 e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -2x +4 ) · e -5x -4

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

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

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

= e -5x -4 · ( -2 +10x -20 )

= e -5x -4 · ( 10x -22 )

= ( 10x -22 ) · e -5x -4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( - x 2 +5x ) · e -2x

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

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

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

= e -2x · ( 2 x 2 -10x -2x +5 )

= e -2x · ( 2 x 2 -12x +5 )

= ( 2 x 2 -12x +5 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( - x 3 + x )

f'(x)= 1 - x 3 + x · ( -3 x 2 +1 )

= -3 x 2 +1 - x 3 + x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 15 ( sin( x ) -5 ) 4 · ( cos( x ) +0 )

= 15 ( sin( x ) -5 ) 4 · ( cos( x ) )

= 15 ( sin( x ) -5 ) 4 · cos( x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 82-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 82-te Ableitung:

f(82)(x) = - e -x · ( -x +82 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( x +4 ) · e -0,7x -6x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x +4 ) · e -0,7x -6x

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,7x +3 ( x +4 ) · e -0,7x · ( -0,7 ) -6

= 3 e -0,7x +3 ( x +4 ) · ( -0,7 e -0,7x ) -6

= 3 e -0,7x -2,1 ( x +4 ) · e -0,7x -6

= e -0,7x · ( 3 -2,1x -8,4 ) -6

= -6 + ( -2,1x +3 -8,4 ) · e -0,7x

= -6 + ( -2,1x -5,4 ) · e -0,7x