Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 e 8 9 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 e 8 9 x

f'(x)= -2 e 8 9 x · 8 9

= - 16 9 e 8 9 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 sin( x ) +2 e -2x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 sin( x ) +2 e -2x -1

f'(x)= 4 cos( x ) + 2 e -2x -1 · ( -2 )

= 4 cos( x ) -4 e -2x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e 3x · x 3

f'(x)= e 3x · 3 · x 3 + e 3x · 3 x 2

= 3 · e 3x x 3 +3 · e 3x x 2

= e 3x · ( 3 x 3 +3 x 2 )

= ( 3 x 3 +3 x 2 ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( -2 x 2 -4x )

f'(x)= 1 -2 x 2 -4x · ( -4x -4 )

= -4x -4 -2 x 2 -4x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · cos( x 3 )

= x 1 3 · cos( x 3 )

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

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

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

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

= 1 3 cos( x 3 ) ( x 3 ) 2 -3 ( x 3 ) 7 · sin( x 3 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 79-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 79-te Ableitung:

f(79)(x) = e -x · ( -x +79 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -7 ) · e -0,6x +6x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x -7 ) · e -0,6x +6x

f'(x)= ( 1 +0 ) · e -0,6x + ( x -7 ) · e -0,6x · ( -0,6 ) +6

= e -0,6x + ( x -7 ) · ( -0,6 e -0,6x ) +6

= e -0,6x -0,6 ( x -7 ) · e -0,6x +6

= e -0,6x · ( 1 -0,6x +4,2 ) +6

= 6 + ( -0,6x +1 +4,2 ) · e -0,6x

= 6 + ( -0,6x +5,2 ) · e -0,6x