Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 + 2 3 e -3x · ( -3 )

= -2 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -x

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

= 3 x 2 · e -x + x 3 · ( - e -x )

= 3 x 2 · e -x - x 3 · e -x

= e -x · ( - x 3 +3 x 2 )

= ( - x 3 +3 x 2 ) · e -x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -2 e -3x -5 · ( -3 )

= 6 e -3x -5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 ln( x )

f'(x)= 4 x · 1

= 4 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · cos( 4x -4 )

f'(x)= 3 x 2 · cos( 4x -4 ) + x 3 · ( - sin( 4x -4 ) · ( 4 +0 ) )

= 3 x 2 · cos( 4x -4 ) + x 3 · ( - sin( 4x -4 ) · ( 4 ) )

= 3 x 2 · cos( 4x -4 ) + x 3 · ( -4 sin( 4x -4 ) )

= 3 x 2 · cos( 4x -4 ) -4 x 3 · sin( 4x -4 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 86-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 86-te Ableitung:

f(86)(x) = - e -x · ( -x +86 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -2 ) · e -0,3x -4 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x -2 ) · e -0,3x -4

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

= e -0,3x + ( x -2 ) · ( -0,3 e -0,3x )

= e -0,3x -0,3 ( x -2 ) · e -0,3x

= e -0,3x · ( 1 -0,3x +0,6 )

= e -0,3x · ( -0,3x +1,6 )

= ( -0,3x +1,6 ) · e -0,3x