Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 -2 e -2x · ( -2 )

= 4 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x +5 ) · e 5x -4

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

= 2 e 5x -4 + ( 2x +5 ) · 5 e 5x -4

= 2 e 5x -4 +5 ( 2x +5 ) · e 5x -4

= e 5x -4 · ( 2 +10x +25 )

= e 5x -4 · ( 10x +27 )

= ( 10x +27 ) · e 5x -4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -2 e - x 3 -3 · ( -3 x 2 )

= 6 · e - x 3 -3 x 2

= 6 x 2 e - x 3 -3

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 5x -3 )

f'(x)= 1 5x -3 · ( 5 +0 )

= 1 5x -3 · ( 5 )

= 5 5x -3

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 cos( - x 3 +4 )

f'(x)= 2 sin( - x 3 +4 ) · ( -3 x 2 +0 )

= 2 sin( - x 3 +4 ) · ( -3 x 2 )

= -6 sin( - x 3 +4 ) x 2

= -6 x 2 · sin( - x 3 +4 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 94-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 94-te Ableitung:

f(94)(x) = - e -x · ( -x +94 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 ( x +4 ) · e -0,2x +5x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 ( x +4 ) · e -0,2x +5x

f'(x)= 4 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +4 ( x +4 ) · e -0,2x · ( -0,2 ) +5

= 4 e -0,2x +4 ( x +4 ) · ( -0,2 e -0,2x ) +5

= 4 e -0,2x -0,8 ( x +4 ) · e -0,2x +5

= e -0,2x · ( 4 -0,8x -3,2 ) +5

= 5 + ( -0,8x +4 -3,2 ) · e -0,2x

= 5 + ( -0,8x +0,8 ) · e -0,2x