Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 1 +2 e 1 4 x

f'(x)= 0 + 2 e 1 4 x · 1 4

= 1 2 e 1 4 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e x · ( 4 x 3 -3 x 2 )

f'(x)= e x · ( 4 x 3 -3 x 2 ) + e x · ( 12 x 2 -6x )

= e x · ( 4 x 3 -3 x 2 + ( 12 x 2 -6x ) )

= e x · ( 4 x 3 +9 x 2 -6x )

= ( 4 x 3 +9 x 2 -6x ) · e x

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( -3x -3 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 -3x -3 · ( -3 +0 )

= 1 -3x -3 · ( -3 )

= - 3 -3x -3

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 +3 ) · sin( 3x )

f'(x)= ( 2x +0 ) · sin( 3x ) + ( x 2 +3 ) · cos( 3x ) · 3

= 2x · sin( 3x ) + ( x 2 +3 ) · 3⋅ cos( 3x )

= 2 x · sin( 3x ) +3 ( x 2 +3 ) · cos( 3x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 82-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 82-te Ableitung:

f(82)(x) = - e -x · ( -x +82 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - ( x -2 ) · e -0,5x +3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ( x -2 ) · e -0,5x +3

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

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

= - e -0,5x +0,5 ( x -2 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( -1 +0,5x -1 )

= e -0,5x · ( 0,5x -2 )

= ( 0,5x -2 ) · e -0,5x