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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 x 3 -4

f'(x)= 12 x 2 +0

= 12 x 2

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 x 4 -1 und gib die Steigung von f an der Stelle x=-1 an:

Lösung einblenden

f(x)= -3 x 4 -1

=>f'(x)= -12 x 3 +0

= -12 x 3

f'(-1) = -12 ( -1 ) 3 = -12( -1 ) = 12

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= 3 x 2 +5 x .

Lösung einblenden

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

f(x)= 3 x 2 +5 x

= 3 x 2 x + 5 x

= 3x + 5 x

= 3x +5 x -1

Jetzt wird abgeleitet:

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

f'(x)= 3 - 5 x 2

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +5 ) · 6x -4 x 4 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 +5 ) · 6x -4 x 4

= 6 x 2 +30x -4 x 4

= -4 x 4 +6 x 2 +30x

f'(x)= -16 x 3 +12x +30

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 t 2 x 5 - x 4 + 1 3 t 2 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 t 2 x 5 - x 4 + 1 3 t 2 x

f'(x)= 25 t 2 x 4 -4 x 3 + 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 2 x 2 -7x 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 2 x 2 -7x

f'(x)= x -7

Diese Ableitung muss ja = -3 sein, also setzen wir x -7 = -3.

x -7 = -3 | +7
x = 4

L={ 4 }

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

f '( 4 ) = 4 -7 = -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 +4x parallel zur Geraden y = 2x -5 ist.

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

Lösung einblenden

Die Gerade y = 2x -5 hat als Steigung m = 2 und als y-Achsenabschnitt c = -5 .

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 +4x

f'(x)= x +4

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

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

L={ -2 }

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

f '( -2 ) = -2 +4 = 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)= -5 + 1 3 x · ( x 2 -33 ) parallel zur Geraden y = -2x -4 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 3 x · ( x 2 -33 )

= -5 + ( 1 3 x 3 -11x )

= 1 3 x 3 -11x -5

= 1 3 x 3 -11x -5

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 3 x 3 -11x -5

f'(x)= x 2 -11 +0

= x 2 -11

Diese Ableitung muss ja = -2 sein, also setzen wir x 2 -11 +0 = -2.

x 2 -11 = -2 | +11
x 2 = 9 | 2
x1 = - 9 = -3
x2 = 9 = 3

L={ -3 ; 3 }

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

f '( -3 ) = ( -3 ) 2 -11 +0 = -2

f '( 3 ) = 3 2 -11 +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 4 -3x im Punkt (-2|f(-2)) den Wert 93?

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f(x)= t x 4 -3x

=>f'(x)= 4 t x 3 -3

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

= 4 t ( -2 ) 3 -3
= -32 t -3

Dieser Wert soll ja den Wert 93 besitzen, also gilt:

-32t -3 = 93 | +3
-32t = 96 |:(-32 )
t = -3