Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 + 3 2 e -3x · ( -3 )

= - 9 2 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -5 cos( x ) + e -3x -3

f'(x)= 5 sin( x ) + e -3x -3 · ( -3 )

= 5 sin( x ) -3 e -3x -3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e x -3

f'(x)= e x -3 · 1

= e x -3

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -9 ln( 5x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -9 ln( 5x )

f'(x)= -9 5x · 5

= - 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · sin( x 2 )

= x 1 3 · sin( x 2 )

=> f'(x) = 1 3 x - 2 3 · sin( x 2 ) + x 1 3 · cos( x 2 ) · 2x

f'(x)= 1 3 ( x 3 ) 2 · sin( x 2 ) + x 3 · cos( x 2 ) · 2x

= 1 3 sin( x 2 ) ( x 3 ) 2 + x 3 · 2 cos( x 2 ) x

= 1 3 sin( x 2 ) ( x 3 ) 2 +2 x 3 cos( x 2 ) x

= 1 3 sin( x 2 ) ( x 3 ) 2 +2 ( x 3 ) 4 · cos( x 2 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 83-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 83-te Ableitung:

f(83)(x) = e -x · ( -x +83 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( x +6 ) · e -0,5x -5x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x +6 ) · e -0,5x -5x

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,5x +3 ( x +6 ) · e -0,5x · ( -0,5 ) -5

= 3 e -0,5x +3 ( x +6 ) · ( -0,5 e -0,5x ) -5

= 3 e -0,5x -1,5 ( x +6 ) · e -0,5x -5

= e -0,5x · ( 3 -1,5x -9 ) -5

= -5 + ( -1,5x +3 -9 ) · e -0,5x

= -5 + ( -1,5x -6 ) · e -0,5x