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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= - x 2 +0

= - x 2

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 x 3 +1 und gib die Steigung von f an der Stelle x=4 an:

Lösung einblenden

f(x)= -2 x 3 +1

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

= -6 x 2

f'(4) = -6⋅ 4 2 = -6⋅16 = -96

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= ( -2 x 4 +5 x 2 ) · x 2 .

Lösung einblenden

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

f(x)= ( -2 x 4 +5 x 2 ) · x 2

= -2 x 4 · x 2 + 5 x 2 · x 2

= -2 x 6 +5 x 4

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= -12 x 5 +20 x 3

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 8 x 2 -2x + ( x +2 ) · ( -x -7 ) 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)= 8 x 2 -2x + ( x +2 ) · ( -x -7 )

= 8 x 2 -2x + ( - x 2 -9x -14 )

= 8 x 2 - x 2 -2x -9x -14

= 7 x 2 -11x -14

f'(x)= 14x -11

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - 2 15 x 5 -2 x 4 -4 t 2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - 2 15 x 5 -2 x 4 -4 t 2

f'(x)= - 2 3 x 4 -8 x 3 +0

= - 2 3 x 4 -8 x 3

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 +6x den Wert 2 hat, also dass f '(x) = 2 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 +6x

f'(x)= x +6

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

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

L={ -4 }

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

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

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 = -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 -4x

f'(x)= x -4

Diese Ableitung muss ja = -1 sein, also setzen wir x -4 = -1.

x -4 = -1 | +4
x = 3

L={ 3 }

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

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

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

= 1 2 x 2 - x -3

= 1 2 x 2 - x -3

Die Gerade y = x +1 hat als Steigung m = 1 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 = 1 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

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

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)= 5 x 2 + t x im Punkt (-1|f(-1)) den Wert -5?

Lösung einblenden

f(x)= 5 x 2 + t x

=>f'(x)= 10x + t

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

= 10⋅( -1 ) + t
= -10 + t

Dieser Wert soll ja den Wert -5 besitzen, also gilt:

t -10 = -5 | +10
t = 5