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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 x 5 - x 4

f'(x)= -15 x 4 -4 x 3

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

=>f'(x)= -25 x 4 -4x

f'(-1) = -25 ( -1 ) 4 -4( -1 ) = -251 +4 = -25 +4 = -21

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f(x)= - x 2 +3 x

= - x 2 x + 3 x

= -x + 3 x

= -x +3 x -1

Jetzt wird abgeleitet:

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

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

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -3 ) · 4 x 2 +6 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)= ( x -3 ) · 4 x 2 +6 x 3

= 4 x 3 -12 x 2 +6 x 3

= 4 x 3 +6 x 3 -12 x 2

= 10 x 3 -12 x 2

f'(x)= 30 x 2 -24x

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -12 x 2 + t x -3 t

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 -2x den Wert 0 hat, also dass f '(x) = 0 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 -2x

f'(x)= x -2

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

x -2 = 0 | +2
x = 2

L={ 2 }

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

f '( 2 ) = 2 -2 = 0

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 +3x 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 +3x

f'(x)= x +3

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

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

L={ -2 }

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

f '( -2 ) = -2 +3 = 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 2 x · ( x +8 ) parallel zur Geraden y = 2x -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) = -1 + 1 2 x · ( x +8 )

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

= 1 2 x 2 +4x -1

= 1 2 x 2 +4x -1

Die Gerade y = 2x -3 hat als Steigung m = 2 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 = 2 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

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

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)= -2 x 2 + t x im Punkt (-2|f(-2)) den Wert 7?

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f(x)= -2 x 2 + t x

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

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

= -4( -2 ) + t
= 8 + t

Dieser Wert soll ja den Wert 7 besitzen, also gilt:

t +8 = 7 | -8
t = -1