Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 + e 3x

f'(x)= 0 + e 3x · 3

= 3 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 5 · e -2x +1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e -2x +1

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

= 5 x 4 · e -2x +1 + x 5 · ( -2 e -2x +1 )

= 5 x 4 · e -2x +1 -2 x 5 · e -2x +1

= e -2x +1 · ( -2 x 5 +5 x 4 )

= ( -2 x 5 +5 x 4 ) · e -2x +1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -3x -3 ) · e -2x

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

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

= -3 e -2x -2 ( -3x -3 ) · e -2x

= e -2x · ( -3 +6x +6 )

= e -2x · ( 6x +3 )

= ( 6x +3 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ln( 7x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ln( 7x )

f'(x)= -4 7x · 7

= - 4 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 93-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 93-te Ableitung:

f(93)(x) = e -x · ( -x +93 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 ( x -5 ) · e -0,6x +6x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 ( x -5 ) · e -0,6x +6x

f'(x)= 4 · ( 1 +0 ) · e -0,6x +4 ( x -5 ) · e -0,6x · ( -0,6 ) +6

= 4 e -0,6x +4 ( x -5 ) · ( -0,6 e -0,6x ) +6

= 4 e -0,6x -2,4 ( x -5 ) · e -0,6x +6

= e -0,6x · ( 4 -2,4x +12 ) +6

= 6 + ( -2,4x +4 +12 ) · e -0,6x

= 6 + ( -2,4x +16 ) · e -0,6x