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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 1 2 x 4 +3 x 3

f'(x)= 2 x 3 +9 x 2

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 x 2 -5x

=>f'(x)= 10x -5

f'(1) = 101 -5 = 10 -5 = 5

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

= -5 x 3 x + -3 x

= -5 x 2 - 3 x

= -5 x 2 -3 x -1

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x) = -10x +3 x -2

f'(x)= -10x + 3 x 2

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 5 + ( x +7 ) · 7 x 2 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 + ( x +7 ) · 7 x 2

= x 5 + ( 7 x 3 +49 x 2 )

f'(x)= 5 x 4 +21 x 2 +98x

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 15 x 4 - 1 2 t 2 +0

= 15 x 4 - 1 2 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 -5x den Wert -1 hat, also dass f '(x) = -1 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 -5x

f'(x)= x 2 -5

Diese Ableitung muss ja = -1 sein, also setzen wir x 2 -5 = -1.

x 2 -5 = -1 | +5
x 2 = 4 | 2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

L={ -2 ; 2 }

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

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

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

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 +2x parallel zur Geraden y = -x +3 ist.

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

Lösung einblenden

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 +2x

f'(x)= x +2

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

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

L={ -3 }

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

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

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 + 1 3 x · ( x 2 -18 ) parallel zur Geraden y = 3x -1 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 + 1 3 x · ( x 2 -18 )

= 1 + ( 1 3 x 3 -6x )

= 1 3 x 3 -6x +1

= 1 3 x 3 -6x +1

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 -6x +1

f'(x)= x 2 -6 +0

= x 2 -6

Diese Ableitung muss ja = 3 sein, also setzen wir x 2 -6 +0 = 3.

x 2 -6 = 3 | +6
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 -6 +0 = 3

f '( 3 ) = 3 2 -6 +0 = 3

Ableiten an einem Punkt mit Parameter

Beispiel:

Für welches t hat die Steigung der Tangente an den Graph von f mit f(x)= x 5 + t x im Punkt (1|f(1)) den Wert 10?

Lösung einblenden

f(x)= x 5 + t x

=>f'(x)= 5 x 4 + t

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

= 5 1 4 + t
= 5 + t

Dieser Wert soll ja den Wert 10 besitzen, also gilt:

t +5 = 10 | -5
t = 5