Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 + 7 6 e -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 + 7 6 e -2x

f'(x)= 0 + 7 6 e -2x · ( -2 )

= - 7 3 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 3 · e -4x +1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -4x +1

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

= 3 x 2 · e -4x +1 + x 3 · ( -4 e -4x +1 )

= 3 x 2 · e -4x +1 -4 x 3 · e -4x +1

= e -4x +1 · ( -4 x 3 +3 x 2 )

= ( -4 x 3 +3 x 2 ) · e -4x +1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -5 x 2 +4 ) · e x

f'(x)= ( -10x +0 ) · e x + ( -5 x 2 +4 ) · e x

= ( -5 x 2 +4 ) · e x -10 x · e x

= e x · ( -5 x 2 +4 -10x )

= e x · ( -5 x 2 -10x +4 )

= ( -5 x 2 -10x +4 ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( - x 3 -4 )

f'(x)= 1 - x 3 -4 · ( -3 x 2 +0 )

= 1 - x 3 -4 · ( -3 x 2 )

= -3 x 2 - x 3 -4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 sin( - x 2 -5 )

f'(x)= 2 cos( - x 2 -5 ) · ( -2x +0 )

= 2 cos( - x 2 -5 ) · ( -2x )

= -4 cos( - x 2 -5 ) x

= -4 x · cos( - x 2 -5 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 88-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 88-te Ableitung:

f(88)(x) = - e -x · ( -x +88 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( x +1 ) · e -0,2x +3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x +1 ) · e -0,2x +3x

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

= 3 e -0,2x +3 ( x +1 ) · ( -0,2 e -0,2x ) +3

= 3 e -0,2x -0,6 ( x +1 ) · e -0,2x +3

= e -0,2x · ( 3 -0,6x -0,6 ) +3

= 3 + ( -0,6x +3 -0,6 ) · e -0,2x

= 3 + ( -0,6x +2,4 ) · e -0,2x