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)= ( 4x +5 ) · e -3x +1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 4x +5 ) · e -3x +1

f'(x)= ( 4 +0 ) · e -3x +1 + ( 4x +5 ) · e -3x +1 · ( -3 )

= 4 e -3x +1 + ( 4x +5 ) · ( -3 e -3x +1 )

= 4 e -3x +1 -3 ( 4x +5 ) · e -3x +1

= e -3x +1 · ( 4 -12x -15 )

= e -3x +1 · ( -12x -11 )

= ( -12x -11 ) · e -3x +1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e x · ( - x 2 +5 )

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

= e x · ( - x 2 +5 ) + e x · ( -2x )

= e x · ( - x 2 +5 )-2 · e x x

= e x · ( - x 2 +5 -2x )

= e x · ( - x 2 -2x +5 )

= ( - x 2 -2x +5 ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 8 ln( 3x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 8 ln( 3x )

f'(x)= 8 3x · 3

= 8 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -2x

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

= 3 x 2 · e -2x + x 3 · ( -2 e -2x )

= 3 x 2 · e -2x -2 x 3 · e -2x

= e -2x · ( -2 x 3 +3 x 2 )

= ( -2 x 3 +3 x 2 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 89-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 89-te Ableitung:

f(89)(x) = e -x · ( -x +89 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 ( x -7 ) · e -0,2x -5x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x -7 ) · e -0,2x -5x

f'(x)= 5 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +5 ( x -7 ) · e -0,2x · ( -0,2 ) -5

= 5 e -0,2x +5 ( x -7 ) · ( -0,2 e -0,2x ) -5

= 5 e -0,2x - ( x -7 ) · e -0,2x -5

= e -0,2x · ( 5 - x +7 ) -5

= -5 + ( -x +5 +7 ) · e -0,2x

= -5 + ( -x +12 ) · e -0,2x