Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 + 3 5 e 5 8 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 1 + 3 5 e 5 8 x

f'(x)= 0 + 3 5 e 5 8 x · 5 8

= 3 8 e 5 8 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e 3x +2

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

= 4 x 3 · e 3x +2 + x 4 · 3 e 3x +2

= 4 x 3 · e 3x +2 +3 x 4 · e 3x +2

= e 3x +2 · ( 3 x 4 +4 x 3 )

= ( 3 x 4 +4 x 3 ) · e 3x +2

e-Funktionen ableiten

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

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -2 2x · 2

= - 2 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 3x +7 ) · e -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x +7 ) · e -2x

f'(x)= ( 3 +0 ) · e -2x + ( 3x +7 ) · e -2x · ( -2 )

= 3 e -2x + ( 3x +7 ) · ( -2 e -2x )

= 3 e -2x -2 ( 3x +7 ) · e -2x

= e -2x · ( 3 -6x -14 )

= e -2x · ( -6x -11 )

= ( -6x -11 ) · 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)= 2 ( x +5 ) · e -0,4x -7 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ( x +5 ) · e -0,4x -7

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

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

= 2 e -0,4x -0,8 ( x +5 ) · e -0,4x

= e -0,4x · ( 2 -0,8x -4 )

= e -0,4x · ( -0,8x -2 )

= ( -0,8x -2 ) · e -0,4x