Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 -2 e -3x · ( -3 )

= 6 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e 4x -5

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

= 2 x · e 4x -5 + x 2 · 4 e 4x -5

= 2 x · e 4x -5 +4 x 2 · e 4x -5

= e 4x -5 · ( 4 x 2 +2x )

= ( 4 x 2 +2x ) · e 4x -5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -2 e - x 2 +5 · ( -2x )

= 4 · e - x 2 +5 x

= 4 x e - x 2 +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -9 ln( 5x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -9 ln( 5x )

f'(x)= -9 5x · 5

= - 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x 2 -9 ) · cos( x 2 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 -9 ) · cos( x 2 )

f'(x)= ( 2x +0 ) · cos( x 2 ) + ( x 2 -9 ) · ( - sin( x 2 ) · 2x )

= 2x · cos( x 2 ) + ( x 2 -9 ) · ( -2 sin( x 2 ) x )

= 2 x · cos( x 2 ) -2 ( x 2 -9 ) sin( x 2 ) x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 76-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 76-te Ableitung:

f(76)(x) = - e -x · ( -x +76 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - ( x -1 ) · e -0,6x +7x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ( x -1 ) · e -0,6x +7x

f'(x)= - ( 1 +0 ) · e -0,6x - ( x -1 ) · e -0,6x · ( -0,6 ) +7

= - e -0,6x - ( x -1 ) · ( -0,6 e -0,6x ) +7

= - e -0,6x +0,6 ( x -1 ) · e -0,6x +7

= e -0,6x · ( -1 +0,6x -0,6 ) +7

= 7 + ( 0,6x -1 -0,6 ) · e -0,6x

= 7 + ( 0,6x -1,6 ) · e -0,6x