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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3x +2 und gib die Steigung von f an der Stelle x=1 an:

Lösung einblenden

f(x)= -3x +2

=>f'(x)= -3 +0

= -3

f'(1) = -3

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= ( - x 4 -5 x 3 ) · x 2 .

Lösung einblenden

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

f(x)= ( - x 4 -5 x 3 ) · x 2

= - x 4 · x 2 -5 x 3 · x 2

= - x 6 -5 x 5

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= -6 x 5 -25 x 4

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -6x + ( x +4 ) · 7x +7 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)= -6x + ( x +4 ) · 7x +7 x 3

= -6x + ( 7 x 2 +28x ) +7 x 3

= 7 x 3 +7 x 2 -6x +28x

= 7 x 3 +7 x 2 +22x

f'(x)= 21 x 2 +14x +22

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - t 2 x 5 -5 t x 4

f'(x)= -5 t 2 x 4 -20 t x 3

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 -1 hat, also dass f '(x) = -1 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 = -1 sein, also setzen wir x -5 = -1.

x -5 = -1 | +5
x = 4

L={ 4 }

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

f '( 4 ) = 4 -5 = -1

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 +4 ist.

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

Lösung einblenden

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

= 1 2 x 2 -4x +3

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 -4x +3

f'(x)= x -4 +0

= x -4

Diese Ableitung muss ja = -1 sein, also setzen wir x -4 +0 = -1.

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

L={ 3 }

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

f '( 3 ) = 3 -4 +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)= -4 x 4 + t x im Punkt (2|f(2)) den Wert -123?

Lösung einblenden

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

=>f'(x)= -16 x 3 + t

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

= -16 2 3 + t
= -128 + t

Dieser Wert soll ja den Wert -123 besitzen, also gilt:

t -128 = -123 | +128
t = 5