nach Aufgabentypen suchen

Aufgabentypen anhand von Beispielen durchstöbern

Browserfenster aktualisieren (F5), um neue Beispiele bei den Aufgabentypen zu sehen

Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 8 x 4 - 1 3 x 3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 1 8 x 4 - 1 3 x 3

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

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -5 x 3 + x und gib die Steigung von f an der Stelle x=1 an:

Lösung einblenden

f(x)= -5 x 3 + x

=>f'(x)= -15 x 2 +1

f'(1) = -15 1 2 +1 = -151 +1 = -15 +1 = -14

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)= ( 2 x 3 +5 x 2 ) · x 2

= 2 x 3 · x 2 + 5 x 2 · x 2

= 2 x 5 +5 x 4

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= 10 x 4 +20 x 3

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -3 ) · ( -5x -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 -3 ) · ( -5x -7 ) +7 x 2

= -5 x 2 +8x +21 +7 x 2

= -5 x 2 +7 x 2 +8x +21

= 2 x 2 +8x +21

f'(x)= 4x +8

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -9 x 2 -8 t 2 x -4

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 -12x 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 3 x 3 -12x

f'(x)= x 2 -12

Diese Ableitung muss ja = -3 sein, also setzen wir x 2 -12 = -3.

x 2 -12 = -3 | +12
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 -12 = -3

f '( 3 ) = 3 2 -12 = -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 3 x 3 - 3 2 x 2 - x parallel zur Geraden y = 3x -1 ist.

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

Lösung einblenden

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 - 3 2 x 2 - x

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

Diese Ableitung muss ja = 3 sein, also setzen wir x 2 -3x -1 = 3.

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

x 2 -3x -4 = 0

Lösen mit der a-b-c-Formel (Mitternachtsformel):

eingesetzt in x1,2 = - b ± b 2 -4a · c 2a ergibt:

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -4 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +16 2

x1,2 = +3 ± 25 2

x1 = 3 + 25 2 = 3 +5 2 = 8 2 = 4

x2 = 3 - 25 2 = 3 -5 2 = -2 2 = -1

Lösen mit der p-q-Formel (x² + px + q = 0):

vor dem Einsetzen in x1,2 = - p 2 ± ( p 2 ) 2 - q
berechnen wir zuerst die Diskriminante D = ( p 2 ) 2 - q :

D = ( - 3 2 ) 2 - ( -4 ) = 9 4 + 4 = 9 4 + 16 4 = 25 4

x1,2 = 3 2 ± 25 4

x1 = 3 2 - 5 2 = - 2 2 = -1

x2 = 3 2 + 5 2 = 8 2 = 4

L={ -1 ; 4 }

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

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

f '( 4 ) = 4 2 -34 -1 = 3

Stelle mit f'(x)=c finden (komplexer)

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= -4 + 1 2 x · ( x -4 ) parallel zur Geraden y = -x -3 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) = -4 + 1 2 x · ( x -4 )

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

= 1 2 x 2 -2x -4

= 1 2 x 2 -2x -4

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 -4

f'(x)= x -2 +0

= x -2

Diese Ableitung muss ja = -1 sein, also setzen wir x -2 +0 = -1.

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

L={ 1 }

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

f '( 1 ) = 1 -2 +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)= t x 3 +5x im Punkt (-1|f(-1)) den Wert 14?

Lösung einblenden

f(x)= t x 3 +5x

=>f'(x)= 3 t x 2 +5

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

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

Dieser Wert soll ja den Wert 14 besitzen, also gilt:

3t +5 = 14 | -5
3t = 9 |:3
t = 3