Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -1 -3 e -2x

f'(x)= 0 -3 e -2x · ( -2 )

= 6 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2 x 4 -2x ) · e 4x -5

f'(x)= ( 8 x 3 -2 ) · e 4x -5 + ( 2 x 4 -2x ) · e 4x -5 · 4

= ( 8 x 3 -2 ) · e 4x -5 + ( 2 x 4 -2x ) · 4 e 4x -5

= ( 8 x 3 -2 ) · e 4x -5 +4 ( 2 x 4 -2x ) · e 4x -5

= e 4x -5 · ( 8 x 4 -8x +8 x 3 -2 )

= e 4x -5 · ( 8 x 4 +8 x 3 -8x -2 )

= ( 8 x 4 +8 x 3 -8x -2 ) · e 4x -5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 3 +4 ) · e -2x

f'(x)= ( 12 x 2 +0 ) · e -2x + ( 4 x 3 +4 ) · e -2x · ( -2 )

= 12 x 2 · e -2x + ( 4 x 3 +4 ) · ( -2 e -2x )

= 12 x 2 · e -2x -2 ( 4 x 3 +4 ) · e -2x

= e -2x · ( -8 x 3 -8 +12 x 2 )

= e -2x · ( -8 x 3 +12 x 2 -8 )

= ( -8 x 3 +12 x 2 -8 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ln( -2x +1 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ln( -2x +1 )

f'(x)= 1 -2x +1 · ( -2 +0 )

= 1 -2x +1 · ( -2 )

= - 2 -2x +1

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= - sin( x 3 +2 ) · ( 3 x 2 +0 )

= - sin( x 3 +2 ) · ( 3 x 2 )

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

= -3 x 2 · sin( x 3 +2 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 86-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 86-te Ableitung:

f(86)(x) = - e -x · ( -x +86 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 ( x -4 ) · e -0,5x +7 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x -4 ) · e -0,5x +7

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

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

= 5 e -0,5x -2,5 ( x -4 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( 5 -2,5x +10 )

= e -0,5x · ( -2,5x +15 )

= ( -2,5x +15 ) · e -0,5x