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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 5 x 5 -2x und vereinfache:

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

f'(x)= x 4 -2

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4x +2 und gib die Steigung von f an der Stelle x=2 an:

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f(x)= -4x +2

=>f'(x)= -4 +0

= -4

f'(2) = -4

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= 2 x 2 -1 x .

Lösung einblenden

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

f(x)= 2 x 2 -1 x

= 2 x 2 x + -1 x

= 2x - 1 x

= 2x - x -1

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x) = 2 + x -2

f'(x)= 2 + 1 x 2

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 x 5 +8x + ( x +3 ) · 4x und vereinfache:

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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)= -4 x 5 +8x + ( x +3 ) · 4x

= -4 x 5 +8x + ( 4 x 2 +12x )

= -4 x 5 +4 x 2 +8x +12x

= -4 x 5 +4 x 2 +20x

f'(x)= -20 x 4 +8x +20

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - 3 5 x 5 -5 x 2 + 1 3 t 2 x und vereinfache:

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f(x)= - 3 5 x 5 -5 x 2 + 1 3 t 2 x

f'(x)= -3 x 4 -10x + 1 3 t 2

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 +2 x 2 +6x 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 +2 x 2 +6x

f'(x)= x 2 +4x +6

Diese Ableitung muss ja = 3 sein, also setzen wir x 2 +4x +6 = 3.

x 2 +4x +6 = 3 | -3

x 2 +4x +3 = 0

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

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

x1,2 = -4 ± 4 2 -4 · 1 · 3 21

x1,2 = -4 ± 16 -12 2

x1,2 = -4 ± 4 2

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

x2 = -4 - 4 2 = -4 -2 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 = 2 2 - 3 = 4 - 3 = 1

x1,2 = -2 ± 1

x1 = -2 - 1 = -3

x2 = -2 + 1 = -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 +4( -3 ) +6 = 3

f '( -1 ) = ( -1 ) 2 +4( -1 ) +6 = 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 2 x 2 +5x parallel zur Geraden y = 2x +4 ist.

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

Lösung einblenden

Die Gerade y = 2x +4 hat als Steigung m = 2 und als y-Achsenabschnitt c = 4 .

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 = 2 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

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

f'(x)= x +5

Diese Ableitung muss ja = 2 sein, also setzen wir x +5 = 2.

x +5 = 2 | -5
x = -3

L={ -3 }

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

f '( -3 ) = -3 +5 = 2

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

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= 1 2 x · ( x +4 ) +3 parallel zur Geraden y = -2x +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) = 1 2 x · ( x +4 ) +3

= 1 2 x 2 +2x +3

Die Gerade y = -2x +3 hat als Steigung m = -2 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 = -2 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

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

f'(x)= x +2 +0

= x +2

Diese Ableitung muss ja = -2 sein, also setzen wir x +2 +0 = -2.

x +2 = -2 | -2
x = -4

L={ -4 }

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

f '( -4 ) = -4 +2 +0 = -2

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 - x im Punkt (-2|f(-2)) den Wert 7?

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f(x)= t x 2 - x

=>f'(x)= 2 t x -1

Jetzt setzen wir x = -2 in die Ableitungsfunktion f' ein:

= 2 t ( -2 ) -1
= -4 t -1

Dieser Wert soll ja den Wert 7 besitzen, also gilt:

-4t -1 = 7 | +1
-4t = 8 |:(-4 )
t = -2