Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -3x

f'(x)= e -3x · ( -3 )

= -3 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -2 x 3 -3 ) · e -x

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

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

= -6 x 2 · e -x - ( -2 x 3 -3 ) · e -x

= e -x · ( 2 x 3 +3 -6 x 2 )

= e -x · ( 2 x 3 -6 x 2 +3 )

= ( 2 x 3 -6 x 2 +3 ) · e -x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -2x +1 ) · e -2x

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

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

= -2 e -2x -2 ( -2x +1 ) · e -2x

= e -2x · ( -2 +4x -2 )

= e -2x · ( 4x -4 )

= ( 4x -4 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 3 x 2 + x )

f'(x)= 1 3 x 2 + x · ( 6x +1 )

= 6x +1 3 x 2 + x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · sin( x 3 )

= x 1 4 · sin( x 3 )

=> f'(x) = 1 4 x - 3 4 · sin( x 3 ) + x 1 4 · cos( x 3 ) · 3 x 2

f'(x)= 1 4 ( x 4 ) 3 · sin( x 3 ) + x 4 · cos( x 3 ) · 3 x 2

= 1 4 sin( x 3 ) ( x 4 ) 3 + x 4 · 3 cos( x 3 ) x 2

= 1 4 sin( x 3 ) ( x 4 ) 3 +3 x 4 cos( x 3 ) x 2

= 1 4 sin( x 3 ) ( x 4 ) 3 +3 ( x 4 ) 9 · cos( x 3 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 46-te Ableitung der Funktion f(x)= - e -1,1x .

Lösung einblenden

Wir leiten f einfach mal ein paar mal ab und unteruschen, ob wir ein System erkennen können.

f(x) = - e -1,1x

f'(x) = - e -1,1x · ( -1,1 ) = 1,1 e -1,1x

f''(x) = 1,1 e -1,1x · ( -1,1 ) = -1,21 e -1,1x

f'''(x) = -1,21 e -1,1x · ( -1,1 ) = 1,331 e -1,1x

f(4)(x) = 1,331 e -1,1x · ( -1,1 ) = -1,4641 e -1,1x

...

Wir erkennen, dass der Funktionsterm bei jeder Ableitung mit -1,1 multipliziert wird. Bei der 46-ten Ableitung wurde also die Originalfunktion 46 mal mit -1,1 multipliziert, also insgeamt mit ( -1,1 ) 46

Somit gilt für die 46-te Ableitung:

f(46)(x) = ( -1,1 ) 46 · ( - e -1,1x )

-80,18 e -1,1x

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x +5 ) · e -0,7x -2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x +5 ) · e -0,7x -2

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,7x -2 ( x +5 ) · e -0,7x · ( -0,7 )+0

= -2 e -0,7x -2 ( x +5 ) · ( -0,7 e -0,7x )

= -2 e -0,7x +1,4 ( x +5 ) · e -0,7x

= e -0,7x · ( -2 +1,4x +7 )

= e -0,7x · ( 1,4x +5 )

= ( 1,4x +5 ) · e -0,7x