Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 e x

f'(x)= -3 e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -2x x 3

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

= -2 · e -2x x 3 +3 · e -2x x 2

= e -2x · ( -2 x 3 +3 x 2 )

= ( -2 x 3 +3 x 2 ) · e -2x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( - x 4 + x 3 ) · e 3x

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

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

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

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

= e 3x · ( -3 x 4 - x 3 +3 x 2 )

= ( -3 x 4 - x 3 +3 x 2 ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ln( 3 x 2 +5 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ln( 3 x 2 +5 )

f'(x)= 1 3 x 2 +5 · ( 6x +0 )

= 1 3 x 2 +5 · ( 6x )

= 6 x 3 x 2 +5

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 3x +5 ) · cos( 3x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x +5 ) · cos( 3x )

f'(x)= ( 3 +0 ) · cos( 3x ) + ( 3x +5 ) · ( - sin( 3x ) · 3 )

= 3 cos( 3x ) + ( 3x +5 ) · ( -3 sin( 3x ) )

= 3 cos( 3x ) -3 ( 3x +5 ) · sin( 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)= 5 ( x -6 ) · e -0,5x +3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x -6 ) · e -0,5x +3

f'(x)= 5 · ( 1 +0 ) · e -0,5x +5 ( x -6 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+0

= 5 e -0,5x +5 ( x -6 ) · ( -0,5 e -0,5x )

= 5 e -0,5x -2,5 ( x -6 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( 5 -2,5x +15 )

= e -0,5x · ( -2,5x +20 )

= ( -2,5x +20 ) · e -0,5x