Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 e -3x

f'(x)= -3 e -3x · ( -3 )

= 9 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -4 x 4 -2 ) · e -x

f'(x)= ( -16 x 3 +0 ) · e -x + ( -4 x 4 -2 ) · e -x · ( -1 )

= -16 x 3 · e -x + ( -4 x 4 -2 ) · ( - e -x )

= -16 x 3 · e -x - ( -4 x 4 -2 ) · e -x

= e -x · ( 4 x 4 +2 -16 x 3 )

= e -x · ( 4 x 4 -16 x 3 +2 )

= ( 4 x 4 -16 x 3 +2 ) · e -x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e 2x

f'(x)= 3 x 2 · e 2x + x 3 · e 2x · 2

= 3 x 2 · e 2x + x 3 · 2 e 2x

= 3 x 2 · e 2x +2 x 3 · e 2x

= e 2x · ( 2 x 3 +3 x 2 )

= ( 2 x 3 +3 x 2 ) · e 2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -6 ln( 4x )

f'(x)= -6 4x · 4

= - 6 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x · e -3x

= x 1 2 · e -3x

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

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

= 1 2 e -3x x + x · ( -3 e -3x )

= 1 2 e -3x x -3 x · e -3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 81-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 81-te Ableitung:

f(81)(x) = e -x · ( -x +81 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x +4 ) · e -0,4x +4x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x +4 ) · e -0,4x +4x

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,4x -2 ( x +4 ) · e -0,4x · ( -0,4 ) +4

= -2 e -0,4x -2 ( x +4 ) · ( -0,4 e -0,4x ) +4

= -2 e -0,4x +0,8 ( x +4 ) · e -0,4x +4

= e -0,4x · ( -2 +0,8x +3,2 ) +4

= 4 + ( 0,8x -2 +3,2 ) · e -0,4x

= 4 + ( 0,8x +1,2 ) · e -0,4x