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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 x 5 + 1 8 x 4 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 x 5 + 1 8 x 4

f'(x)= -15 x 4 + 1 2 x 3

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5x +5

=>f'(x)= 5 +0

= 5

f'(-1) = 5

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

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

= 2 - 5 x

= 2 -5 x -1

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x) = 5 x -2

f'(x)= 5 x 2

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

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

= -2 x 5 + ( -5 x 4 +10 x 3 ) +5x

f'(x)= -10 x 4 -20 x 3 +30 x 2 +5

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 5 t 2 x 4 -6x

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 + x 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 + x

f'(x)= x +1

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

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

L={ -3 }

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

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

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

Lösung einblenden

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 3 x 3 -2x

f'(x)= x 2 -2

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

x 2 -2 = 2 | +2
x 2 = 4 | ⋅2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

L={ -2 ; 2 }

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

f '( -2 ) = ( -2 ) 2 -2 = 2

f '( 2 ) = 2 2 -2 = 2

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

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= -5 + 1 2 x · ( x -2 ) parallel zur Geraden y = x +4 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) = -5 + 1 2 x · ( x -2 )

= -5 + ( 1 2 x 2 - x )

= 1 2 x 2 - x -5

= 1 2 x 2 - x -5

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 - x -5

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)= t x 4 +3 x 3 im Punkt (2|f(2)) den Wert -124?

Lösung einblenden

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

=>f'(x)= 4 t x 3 +9 x 2

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

= 4 t ⋅ 2 3 +9⋅ 2 2
= 32 t +36

Dieser Wert soll ja den Wert -124 besitzen, also gilt:

32t +36 = -124 | -36
32t = -160 |:32
t = -5