nach Aufgabentypen suchen

Aufgabentypen anhand von Beispielen durchstöbern

Browserfenster aktualisieren (F5), um neue Beispiele bei den Aufgabentypen zu sehen

Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - 1 3 x 3 - x 2

f'(x)= - x 2 -2x

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 x 5 + x 2 und gib die Steigung von f an der Stelle x=1 an:

Lösung einblenden

f(x)= 5 x 5 + x 2

=>f'(x)= 25 x 4 +2x

f'(1) = 25⋅ 1 4 +2⋅1 = 25⋅1 +2 = 25 +2 = 27

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= ( -5 x 4 + x 3 ) · x .

Lösung einblenden

Zuerst formen wir den Funktionsterm so um, dass man ihn leicht ableiten kann:

f(x)= ( -5 x 4 + x 3 ) · x

= -5 x 4 · x + x 3 · x

= -5 x 5 + x 4

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= -25 x 4 +4 x 3

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +2 ) · 6 x 2 -7 x 2 +6x und vereinfache:

Lösung einblenden

Als erstes sollten wir den Term mal vereinfachen, damit er sich danach viel einfacher ableiten lässt.
Dazu multiplizieren wir als erstes das Produkt aus:

f(x)= ( x +2 ) · 6 x 2 -7 x 2 +6x

= 6 x 3 +12 x 2 -7 x 2 +6x

= 6 x 3 +5 x 2 +6x

f'(x)= 18 x 2 +10x +6

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 x 3 -4 t x 2

f'(x)= 6 x 2 -8 t x

Stelle mit f'(x)=c finden (algebr.)

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Ableitung der Funktion f mit f(x)= 1 3 x 3 - 3 2 x 2 - x den Wert 3 hat, also dass f '(x) = 3 gilt.

Falls mehrere Lösungen existieren, diese bitte mit Semikolon (;) trennen.

Lösung einblenden

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 3 x 3 - 3 2 x 2 - x

f'(x)= x 2 -3x -1

Diese Ableitung muss ja = 3 sein, also setzen wir x 2 -3x -1 = 3.

x 2 -3x -1 = 3 | -3

x 2 -3x -4 = 0

Lösen mit der a-b-c-Formel (Mitternachtsformel):

eingesetzt in x1,2 = - b ± b 2 -4a · c 2a ergibt:

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -4 ) 2⋅1

x1,2 = +3 ± 9 +16 2

x1,2 = +3 ± 25 2

x1 = 3 + 25 2 = 3 +5 2 = 8 2 = 4

x2 = 3 - 25 2 = 3 -5 2 = -2 2 = -1

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

vor dem Einsetzen in x1,2 = - p 2 ± ( p 2 ) 2 - q
berechnen wir zuerst die Diskriminante D = ( p 2 ) 2 - q :

D = ( - 3 2 ) 2 - ( -4 ) = 9 4 + 4 = 9 4 + 16 4 = 25 4

x1,2 = 3 2 ± 25 4

x1 = 3 2 - 5 2 = - 2 2 = -1

x2 = 3 2 + 5 2 = 8 2 = 4

L={ -1 ; 4 }

Zur Probe, ob wir uns verrechnet haben, können wir die Lösung(en) jetzt in die Ableitung einsetzen:

f '( -1 ) = ( -1 ) 2 -3⋅( -1 ) -1 = 3

f '( 4 ) = 4 2 -3⋅4 -1 = 3

Stelle mit gleichem m wie best. Gerade

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= 1 3 x 3 + x 2 parallel zur Geraden y = 3x -1 ist.

Falls mehrere Lösungen existieren, diese bitte mit Semikolon (;) trennen.

Lösung einblenden

Die Gerade y = 3x -1 hat als Steigung m = 3 und als y-Achsenabschnitt c = -1 .

Wenn nun an einer Stelle x die Tangente an den Graph von f parallel zur gegebenen Geraden sein soll, müssen ihre Steigungen gleich sein.
Es muss also f '(x) = m = 3 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 3 x 3 + x 2

f'(x)= x 2 +2x

Diese Ableitung muss ja = 3 sein, also setzen wir x 2 +2x = 3.

x 2 +2x = 3 | -3

x 2 +2x -3 = 0

Lösen mit der a-b-c-Formel (Mitternachtsformel):

eingesetzt in x1,2 = - b ± b 2 -4a · c 2a ergibt:

x1,2 = -2 ± 2 2 -4 · 1 · ( -3 ) 2⋅1

x1,2 = -2 ± 4 +12 2

x1,2 = -2 ± 16 2

x1 = -2 + 16 2 = -2 +4 2 = 2 2 = 1

x2 = -2 - 16 2 = -2 -4 2 = -6 2 = -3

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

vor dem Einsetzen in x1,2 = - p 2 ± ( p 2 ) 2 - q
berechnen wir zuerst die Diskriminante D = ( p 2 ) 2 - q :

D = 1 2 - ( -3 ) = 1+ 3 = 4

x1,2 = -1 ± 4

x1 = -1 - 2 = -3

x2 = -1 + 2 = 1

L={ -3 ; 1 }

Zur Probe, ob wir uns verrechnet haben, können wir die Lösung(en) jetzt in die Ableitung einsetzen:

f '( -3 ) = ( -3 ) 2 +2⋅( -3 ) = 3

f '( 1 ) = 1 2 +2⋅1 = 3

Stelle mit f'(x)=c finden (komplexer)

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= 5 + 1 2 x · ( x -2 ) parallel zur Geraden y = x -3 ist.

Falls mehrere Lösungen existieren, diese bitte mit Semikolon (;) trennen.

Lösung einblenden

Um die Funktion später einfach ableiten zu können, sollten wir sie erstmal vereinfachen:

f(x) = 5 + 1 2 x · ( x -2 )

= 5 + ( 1 2 x 2 - x )

= 1 2 x 2 - x +5

= 1 2 x 2 - x +5

Die Gerade y = x -3 hat als Steigung m = 1 und als y-Achsenabschnitt c = -3 .

Wenn nun an einer Stelle x die Tangente an den Graph von f parallel zur gegebenen Geraden sein soll, müssen ihre Steigungen gleich sein.
Es muss also f '(x) = m = 1 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 2 x 2 - x +5

f'(x)= x -1 +0

= x -1

Diese Ableitung muss ja = 1 sein, also setzen wir x -1 +0 = 1.

x -1 = 1 | +1
x = 2

L={ 2 }

Zur Probe, ob wir uns verrechnet haben, können wir die Lösung(en) jetzt in die Ableitung einsetzen:

f '( 2 ) = 2 -1 +0 = 1

Ableiten an einem Punkt mit Parameter

Beispiel:

Für welches t hat die Steigung der Tangente an den Graph von f mit f(x)= t x 2 +5x im Punkt (-1|f(-1)) den Wert 13?

Lösung einblenden

f(x)= t x 2 +5x

=>f'(x)= 2 t x +5

Jetzt setzen wir x = -1 in die Ableitungsfunktion f' ein:

= 2 t ⋅( -1 ) +5
= -2 t +5

Dieser Wert soll ja den Wert 13 besitzen, also gilt:

-2t +5 = 13 | -5
-2t = 8 |:(-2 )
t = -4