Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 1 - e 1 4 x

f'(x)= 0 - e 1 4 x · 1 4

= - 1 4 e 1 4 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e 2x +4

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

= 3 x 2 · e 2x +4 + x 3 · 2 e 2x +4

= 3 x 2 · e 2x +4 +2 x 3 · e 2x +4

= e 2x +4 · ( 2 x 3 +3 x 2 )

= ( 2 x 3 +3 x 2 ) · e 2x +4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e x · x 3

f'(x)= e x · x 3 + e x · 3 x 2

= e x x 3 +3 · e x x 2

= e x · ( x 3 +3 x 2 )

= ( x 3 +3 x 2 ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ln( 5x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ln( 5x )

f'(x)= 3 5x · 5

= 3 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x -6 ) · e 3x

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

= e 3x + ( x -6 ) · 3 e 3x

= e 3x +3 ( x -6 ) · e 3x

= e 3x · ( 1 +3x -18 )

= e 3x · ( 3x -17 )

= ( 3x -17 ) · e 3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 85-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 85-te Ableitung:

f(85)(x) = e -x · ( -x +85 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 ( x +7 ) · e -0,4x +7 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ( x +7 ) · e -0,4x +7

f'(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,4x +2 ( x +7 ) · e -0,4x · ( -0,4 )+0

= 2 e -0,4x +2 ( x +7 ) · ( -0,4 e -0,4x )

= 2 e -0,4x -0,8 ( x +7 ) · e -0,4x

= e -0,4x · ( 2 -0,8x -5,6 )

= e -0,4x · ( -0,8x -3,6 )

= ( -0,8x -3,6 ) · e -0,4x