Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 e -3x

f'(x)= -3 e -3x · ( -3 )

= 9 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( - x 4 +4 x 2 ) · e -x

f'(x)= ( -4 x 3 +8x ) · e -x + ( - x 4 +4 x 2 ) · e -x · ( -1 )

= ( -4 x 3 +8x ) · e -x + ( - x 4 +4 x 2 ) · ( - e -x )

= ( -4 x 3 +8x ) · e -x - ( - x 4 +4 x 2 ) · e -x

= e -x · ( -4 x 3 +8x + ( x 4 -4 x 2 ) )

= e -x · ( x 4 -4 x 3 -4 x 2 +8x )

= ( x 4 -4 x 3 -4 x 2 +8x ) · e -x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e - x 3 -1

f'(x)= e - x 3 -1 · ( -3 x 2 )

= -3 · e - x 3 -1 x 2

= -3 x 2 e - x 3 -1

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 -3 x 3 +3 x 2 · ( -9 x 2 +6x )

= -9 x 2 +6x -3 x 3 +3 x 2

= -3 · 1 · ( 3x -2 ) -3 x · ( x -1 )

= -3( 3x -2 ) -3 x · ( x -1 )

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 2x -2

= -2 ( 2x -2 ) 1 2

=> f'(x) = - ( 2x -2 ) - 1 2 · ( 2 +0 )

f'(x)= - 1 2x -2 · ( 2 +0 )

= - 1 2x -2 · ( 2 )

= - 2 2x -2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 87-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 87-te Ableitung:

f(87)(x) = e -x · ( -x +87 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 ( x +7 ) · e -0,5x +3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 ( x +7 ) · e -0,5x +3

f'(x)= -3 · ( 1 +0 ) · e -0,5x -3 ( x +7 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+0

= -3 e -0,5x -3 ( x +7 ) · ( -0,5 e -0,5x )

= -3 e -0,5x +1,5 ( x +7 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( 1,5x +10,5 -3 )

= e -0,5x · ( 1,5x +7,5 )

= ( 1,5x +7,5 ) · e -0,5x