Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -1 + 5 8 e -x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -1 + 5 8 e -x

f'(x)= 0 + 5 8 e -x · ( -1 )

= - 5 8 e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2 x 2 +3x ) · e -4x -1

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

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

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

= e -4x -1 · ( -8 x 2 -12x +4x +3 )

= e -4x -1 · ( -8 x 2 -8x +3 )

= ( -8 x 2 -8x +3 ) · e -4x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -3 x 2 +2x ) · e 3x

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

= ( -6x +2 ) · e 3x + ( -3 x 2 +2x ) · 3 e 3x

= ( -6x +2 ) · e 3x +3 ( -3 x 2 +2x ) · e 3x

= e 3x · ( -9 x 2 +6x -6x +2 )

= e 3x · ( -9 x 2 +0 +2 )

= e 3x · ( -9 x 2 +2 )

= ( -9 x 2 +2 ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -6 ln( 7x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -6 ln( 7x )

f'(x)= -6 7x · 7

= - 6 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - x 2 -5

= - ( x 2 -5 ) 1 2

=> f'(x) = - 1 2 ( x 2 -5 ) - 1 2 · ( 2x +0 )

f'(x)= - 1 2 x 2 -5 · ( 2x +0 )

= - 1 2 x 2 -5 · ( 2x )

= - x x 2 -5

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 93-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 93-te Ableitung:

f(93)(x) = e -x · ( -x +93 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - ( x -6 ) · e -0,3x -3

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

= - e -0,3x - ( x -6 ) · ( -0,3 e -0,3x )

= - e -0,3x +0,3 ( x -6 ) · e -0,3x

= e -0,3x · ( -1 +0,3x -1,8 )

= e -0,3x · ( 0,3x -2,8 )

= ( 0,3x -2,8 ) · e -0,3x