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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 x 5 + x 4 und gib die Steigung von f an der Stelle x=2 an:

Lösung einblenden

f(x)= -4 x 5 + x 4

=>f'(x)= -20 x 4 +4 x 3

f'(2) = -20 2 4 +4 2 3 = -2016 +48 = -320 +32 = -288

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)= ( 2 x 3 +3 ) · x

= 2 x 3 · x + 3 · x

= 2 x 4 +3x

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= 8 x 3 +3

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

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

= 3 x 2 -16x +16 +5 x 5

= 5 x 5 +3 x 2 -16x +16

f'(x)= 25 x 4 +6x -16

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -5 x 4 - t 2 x 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 -3x 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 3 x 3 -3x

f'(x)= x 2 -3

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

x 2 -3 = -2 | +3
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

L={ -1 ; 1 }

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

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

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

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

Lösung einblenden

Die Gerade y = -x -4 hat als Steigung m = -1 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 = -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)= -3 + 1 2 x · ( x +8 ) parallel zur Geraden y = 3x -5 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 +8 )

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

= 1 2 x 2 +4x -3

= 1 2 x 2 +4x -3

Die Gerade y = 3x -5 hat als Steigung m = 3 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 = 3 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

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

f'(x)= x +4 +0

= x +4

Diese Ableitung muss ja = 3 sein, also setzen wir x +4 +0 = 3.

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

L={ -1 }

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

f '( -1 ) = -1 +4 +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)= t x 3 - x im Punkt (1|f(1)) den Wert 11?

Lösung einblenden

f(x)= t x 3 - x

=>f'(x)= 3 t x 2 -1

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

= 3 t 1 2 -1
= 3 t -1

Dieser Wert soll ja den Wert 11 besitzen, also gilt:

3t -1 = 11 | +1
3t = 12 |:3
t = 4