Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 e -2x

f'(x)= -3 e -2x · ( -2 )

= 6 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e 5x -3

f'(x)= 5 x 4 · e 5x -3 + x 5 · e 5x -3 · 5

= 5 x 4 · e 5x -3 + x 5 · 5 e 5x -3

= 5 x 4 · e 5x -3 +5 x 5 · e 5x -3

= e 5x -3 · ( 5 x 4 +5 x 5 )

= e 5x -3 · ( 5 x 5 +5 x 4 )

= ( 5 x 5 +5 x 4 ) · e 5x -3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e -3x

f'(x)= 5 x 4 · e -3x + x 5 · e -3x · ( -3 )

= 5 x 4 · e -3x + x 5 · ( -3 e -3x )

= 5 x 4 · e -3x -3 x 5 · e -3x

= e -3x · ( 5 x 4 -3 x 5 )

= e -3x · ( -3 x 5 +5 x 4 )

= ( -3 x 5 +5 x 4 ) · 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)= ( 3x -7 ) · cos( -2x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x -7 ) · cos( -2x )

f'(x)= ( 3 +0 ) · cos( -2x ) + ( 3x -7 ) · ( - sin( -2x ) · ( -2 ) )

= 3 cos( -2x ) + ( 3x -7 ) · 2 sin( -2x )

= 3 cos( -2x ) +2 ( 3x -7 ) · sin( -2x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 75-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 75-te Ableitung:

f(75)(x) = e -x · ( -x +75 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 ( x +5 ) · e -0,5x +2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 ( x +5 ) · e -0,5x +2x

f'(x)= 4 · ( 1 +0 ) · e -0,5x +4 ( x +5 ) · e -0,5x · ( -0,5 ) +2

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

= 4 e -0,5x -2 ( x +5 ) · e -0,5x +2

= e -0,5x · ( -2x -10 +4 ) +2

= 2 + ( -2x -10 +4 ) · e -0,5x

= 2 + ( -2x -6 ) · e -0,5x