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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 x 5 -4x und gib die Steigung von f an der Stelle x=-1 an:

Lösung einblenden

f(x)= 2 x 5 -4x

=>f'(x)= 10 x 4 -4

f'(-1) = 10 ( -1 ) 4 -4 = 101 -4 = 10 -4 = 6

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

= 3 x 3 -5x

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= 9 x 2 -5

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

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

= -5 x 3 + ( 4 x 4 -16 x 3 )

= 4 x 4 -5 x 3 -16 x 3

= 4 x 4 -21 x 3

f'(x)= 16 x 3 -63 x 2

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 10 t x 4 +16 x 3 +9 x 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 +5x 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 +5x

f'(x)= x +5

Diese Ableitung muss ja = 3 sein, also setzen wir x +5 = 3.

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

L={ -2 }

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

f '( -2 ) = -2 +5 = 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 + x parallel zur Geraden y = 3 ist.

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

Lösung einblenden

Die Gerade y = 3 hat als Steigung m = 0 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 = 0 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 2 x 2 + x

f'(x)= x +1

Diese Ableitung muss ja = 0 sein, also setzen wir x +1 = 0.

x +1 = 0 | -1
x = -1

L={ -1 }

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

f '( -1 ) = -1 +1 = 0

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 -8 ) +2 parallel zur Geraden y = -2x -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 2 x · ( x -8 ) +2

= 1 2 x 2 -4x +2

Die Gerade y = -2x -1 hat als Steigung m = -2 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 = -2 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

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

f'(x)= x -4 +0

= x -4

Diese Ableitung muss ja = -2 sein, also setzen wir x -4 +0 = -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 +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)= 5 x 3 + t x im Punkt (-2|f(-2)) den Wert 56?

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f(x)= 5 x 3 + t x

=>f'(x)= 15 x 2 + t

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

= 15 ( -2 ) 2 + t
= 60 + t

Dieser Wert soll ja den Wert 56 besitzen, also gilt:

t +60 = 56 | -60
t = -4