Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 e 3x

f'(x)= -2 e 3x · 3

= -6 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 e -2x +4 - 5 4 x 3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 e -2x +4 - 5 4 x 3

f'(x)= 3 e -2x +4 · ( -2 ) - 15 4 x 2

= -6 e -2x +4 - 15 4 x 2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e -3x

f'(x)= 4 x 3 · e -3x + x 4 · e -3x · ( -3 )

= 4 x 3 · e -3x + x 4 · ( -3 e -3x )

= 4 x 3 · e -3x -3 x 4 · e -3x

= e -3x · ( 4 x 3 -3 x 4 )

= e -3x · ( -3 x 4 +4 x 3 )

= ( -3 x 4 +4 x 3 ) · e -3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 - x 3 +2x · ( -3 x 2 +2 )

= -3 x 2 +2 - x 3 +2x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - 2 x 3 -1

= -2 ( x 3 -1 ) -1

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

f'(x)= 2 ( x 3 -1 ) 2 · ( 3 x 2 +0 )

= 2 ( x 3 -1 ) 2 · ( 3 x 2 )

= 6 x 2 ( x 3 -1 ) 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 77-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 77-te Ableitung:

f(77)(x) = e -x · ( -x +77 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x +5 ) · e -0,9x +8x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x +5 ) · e -0,9x +8x

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,9x -2 ( x +5 ) · e -0,9x · ( -0,9 ) +8

= -2 e -0,9x -2 ( x +5 ) · ( -0,9 e -0,9x ) +8

= -2 e -0,9x +1,8 ( x +5 ) · e -0,9x +8

= e -0,9x · ( 1,8x +9 -2 ) +8

= 8 + ( 1,8x +9 -2 ) · e -0,9x

= 8 + ( 1,8x +7 ) · e -0,9x