Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -3x

f'(x)= e -3x · ( -3 )

= -3 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x ) 3 +2 e x +1 +4 x 5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x ) 3 +2 e x +1 +4 x 5

= -2 x 3 2 +2 e x +1 +4 x 5

=> f'(x) = -3 x 1 2 + 2 e x +1 · 1 +20 x 4

f'(x)= -3 x + 2 e x +1 · 1 +20 x 4

= -3 x +2 e x +1 +20 x 4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e -2x

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

= 5 x 4 · e -2x + x 5 · ( -2 e -2x )

= 5 x 4 · e -2x -2 x 5 · e -2x

= e -2x · ( -2 x 5 +5 x 4 )

= ( -2 x 5 +5 x 4 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 6 ln( 3x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 6 ln( 3x )

f'(x)= 6 3x · 3

= 6 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x 2 -9 ) · sin( 3x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 -9 ) · sin( 3x )

f'(x)= ( 2x +0 ) · sin( 3x ) + ( x 2 -9 ) · cos( 3x ) · 3

= 2x · sin( 3x ) + ( x 2 -9 ) · 3 cos( 3x )

= 2 x · sin( 3x ) +3 ( x 2 -9 ) · cos( 3x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 91-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 91-te Ableitung:

f(91)(x) = e -x · ( -x +91 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x -6 ) · e -0,6x -7

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

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

= e -0,6x -0,6 ( x -6 ) · e -0,6x

= e -0,6x · ( 1 -0,6x +3,6 )

= e -0,6x · ( -0,6x +4,6 )

= ( -0,6x +4,6 ) · e -0,6x