Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -x

f'(x)= e -x · ( -1 )

= - e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e -5x +5

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

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

= 2 x · e -5x +5 -5 x 2 · e -5x +5

= e -5x +5 · ( -5 x 2 +2x )

= ( -5 x 2 +2x ) · e -5x +5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 2 e - x 2 +3 · ( -2x )

= -4 · e - x 2 +3 x

= -4 x e - x 2 +3

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 5x )

f'(x)= 1 5x · 5

= 1 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x +8 ) · e 2x

f'(x)= ( 2 +0 ) · e 2x + ( 2x +8 ) · e 2x · 2

= 2 e 2x + ( 2x +8 ) · 2 e 2x

= 2 e 2x +2 ( 2x +8 ) · e 2x

= e 2x · ( 2 +4x +16 )

= e 2x · ( 4x +18 )

= ( 4x +18 ) · e 2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 80-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 80-te Ableitung:

f(80)(x) = - e -x · ( -x +80 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( x -7 ) · e -0,6x -7x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x -7 ) · e -0,6x -7x

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,6x +3 ( x -7 ) · e -0,6x · ( -0,6 ) -7

= 3 e -0,6x +3 ( x -7 ) · ( -0,6 e -0,6x ) -7

= 3 e -0,6x -1,8 ( x -7 ) · e -0,6x -7

= e -0,6x · ( 3 -1,8x +12,6 ) -7

= -7 + ( -1,8x +3 +12,6 ) · e -0,6x

= -7 + ( -1,8x +15,6 ) · e -0,6x