Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 - e 5 7 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 - e 5 7 x

f'(x)= 0 - e 5 7 x · 5 7

= - 5 7 e 5 7 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 5 x 4 +5 x 2 ) · e -3x -2

f'(x)= ( 20 x 3 +10x ) · e -3x -2 + ( 5 x 4 +5 x 2 ) · e -3x -2 · ( -3 )

= ( 20 x 3 +10x ) · e -3x -2 + ( 5 x 4 +5 x 2 ) · ( -3 e -3x -2 )

= ( 20 x 3 +10x ) · e -3x -2 -3 ( 5 x 4 +5 x 2 ) · e -3x -2

= e -3x -2 · ( -15 x 4 -15 x 2 + ( 20 x 3 +10x ) )

= e -3x -2 · ( -15 x 4 +20 x 3 -15 x 2 +10x )

= ( -15 x 4 +20 x 3 -15 x 2 +10x ) · e -3x -2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -2x +5

f'(x)= e -2x +5 · ( -2 )

= -2 e -2x +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 2 x 2 -5x )

f'(x)= 1 2 x 2 -5x · ( 4x -5 )

= 4x -5 2 x 2 -5x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - sin( 3x +1 )

f'(x)= - cos( 3x +1 ) · ( 3 +0 )

= - cos( 3x +1 ) · ( 3 )

= -3⋅ cos( 3x +1 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 83-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 83-te Ableitung:

f(83)(x) = e -x · ( -x +83 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x -5 ) · e -0,7x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x -5 ) · e -0,7x -1

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 -9 )

= ( 1,4x -9 ) · e -0,7x