Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 9 7 e -x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 9 7 e -x

f'(x)= 9 7 e -x · ( -1 )

= - 9 7 e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e -2x +5

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

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

= 2 x · e -2x +5 -2 x 2 · e -2x +5

= e -2x +5 · ( -2 x 2 +2x )

= ( -2 x 2 +2x ) · e -2x +5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e 3x · ( 3 x 2 +1 )

f'(x)= e 3x · 3 · ( 3 x 2 +1 ) + e 3x · ( 6x +0 )

= 3 · e 3x · ( 3 x 2 +1 ) + e 3x · ( 6x )

= 3 · e 3x · ( 3 x 2 +1 )+6 · e 3x x

= e 3x · ( 9 x 2 +3 +6x )

= e 3x · ( 9 x 2 +6x +3 )

= ( 9 x 2 +6x +3 ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -9 ln( 3x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -9 ln( 3x )

f'(x)= -9 3x · 3

= - 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 x · sin( 2x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 1 x · sin( 2x )

= x - 1 2 · sin( 2x )

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

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

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

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

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 84-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 84-te Ableitung:

f(84)(x) = - e -x · ( -x +84 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 ( x +2 ) · e -0,5x -6x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ( x +2 ) · e -0,5x -6x

f'(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,5x +2 ( x +2 ) · e -0,5x · ( -0,5 ) -6

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

= 2 e -0,5x - ( x +2 ) · e -0,5x -6

= e -0,5x · ( 2 - x -2 ) -6

= -6 + ( -x +2 -2 ) · e -0,5x

= -6 - x · e -0,5x