Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - e -2x

f'(x)= - e -2x · ( -2 )

= 2 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -3 x 5 +4 x 3 ) · e x +2

f'(x)= ( -15 x 4 +12 x 2 ) · e x +2 + ( -3 x 5 +4 x 3 ) · e x +2 · 1

= ( -15 x 4 +12 x 2 ) · e x +2 + ( -3 x 5 +4 x 3 ) · e x +2

= e x +2 · ( -3 x 5 +4 x 3 + ( -15 x 4 +12 x 2 ) )

= e x +2 · ( -3 x 5 -15 x 4 +4 x 3 +12 x 2 )

= ( -3 x 5 -15 x 4 +4 x 3 +12 x 2 ) · e x +2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -3 e 2 x 2 +3 · 4x

= -12 · e 2 x 2 +3 x

= -12 x e 2 x 2 +3

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 ln( 6x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 ln( 6x )

f'(x)= 4 6x · 6

= 4 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -8 ) · e -3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x -8 ) · e -3x

f'(x)= ( 1 +0 ) · e -3x + ( x -8 ) · e -3x · ( -3 )

= e -3x + ( x -8 ) · ( -3 e -3x )

= e -3x -3 ( x -8 ) · e -3x

= e -3x · ( 1 -3x +24 )

= e -3x · ( -3x +25 )

= ( -3x +25 ) · e -3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 78-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 78-te Ableitung:

f(78)(x) = - e -x · ( -x +78 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x +5 ) · e -0,5x +6x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x +5 ) · e -0,5x +6x

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,5x -2 ( x +5 ) · e -0,5x · ( -0,5 ) +6

= -2 e -0,5x -2 ( x +5 ) · ( -0,5 e -0,5x ) +6

= -2 e -0,5x + ( x +5 ) · e -0,5x +6

= e -0,5x · ( -2 + x +5 ) +6

= 6 + ( x -2 +5 ) · e -0,5x

= 6 + ( x +3 ) · e -0,5x