Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 e -3x

f'(x)= -2 e -3x · ( -3 )

= 6 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( - x 5 - x 2 ) · e -2x -3

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

= ( -5 x 4 -2x ) · e -2x -3 + ( - x 5 - x 2 ) · ( -2 e -2x -3 )

= ( -5 x 4 -2x ) · e -2x -3 -2 ( - x 5 - x 2 ) · e -2x -3

= e -2x -3 · ( 2 x 5 +2 x 2 + ( -5 x 4 -2x ) )

= e -2x -3 · ( 2 x 5 -5 x 4 +2 x 2 -2x )

= ( 2 x 5 -5 x 4 +2 x 2 -2x ) · e -2x -3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -x · x 5

f'(x)= e -x · ( -1 ) · x 5 + e -x · 5 x 4

= - e -x x 5 +5 · e -x x 4

= e -x · ( - x 5 +5 x 4 )

= ( - x 5 +5 x 4 ) · e -x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 4 x 2 +3x · ( 8x +3 )

= 8x +3 4 x 2 +3x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x -6 ) · e 3x

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

= e 3x + ( x -6 ) · 3 e 3x

= e 3x +3 ( x -6 ) · e 3x

= e 3x · ( 1 +3x -18 )

= e 3x · ( 3x -17 )

= ( 3x -17 ) · e 3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 77-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 77-te Ableitung:

f(77)(x) = e -x · ( -x +77 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x -7 ) · e -0,8x -6 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x -7 ) · e -0,8x -6

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,8x -2 ( x -7 ) · e -0,8x · ( -0,8 )+0

= -2 e -0,8x -2 ( x -7 ) · ( -0,8 e -0,8x )

= -2 e -0,8x +1,6 ( x -7 ) · e -0,8x

= e -0,8x · ( -2 +1,6x -11,2 )

= e -0,8x · ( 1,6x -13,2 )

= ( 1,6x -13,2 ) · e -0,8x