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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 1 3 x 3 -5

f'(x)= x 2 +0

= x 2

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 2 -2 x 2 .

Lösung einblenden

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

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

= -2 x 2 x 2 + -2 x 2

= -2 - 2 x 2

= -2 -2 x -2

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x) = 4 x -3

f'(x)= 4 x 3

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 + ( x -3 ) · 6x -8 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)= -2 + ( x -3 ) · 6x -8 x 2

= -2 + ( 6 x 2 -18x ) -8 x 2

= 6 x 2 -8 x 2 -18x -2

= -2 x 2 -18x -2

f'(x)= -4x -18

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 4 t 2 x 3 -6 x 2 - 1 2 x

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 3 x 3 - 1 2 x 2 -8x 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 - 1 2 x 2 -8x

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

Diese Ableitung muss ja = -2 sein, also setzen wir x 2 - x -8 = -2.

x 2 - x -8 = -2 | +2

x 2 - x -6 = 0

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

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

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -6 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +24 2

x1,2 = +1 ± 25 2

x1 = 1 + 25 2 = 1 +5 2 = 6 2 = 3

x2 = 1 - 25 2 = 1 -5 2 = -4 2 = -2

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 = ( - 1 2 ) 2 - ( -6 ) = 1 4 + 6 = 1 4 + 24 4 = 25 4

x1,2 = 1 2 ± 25 4

x1 = 1 2 - 5 2 = - 4 2 = -2

x2 = 1 2 + 5 2 = 6 2 = 3

L={ -2 ; 3 }

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

f '( -2 ) = ( -2 ) 2 - ( -2 ) -8 = -2

f '( 3 ) = 3 2 - 3 -8 = -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)= 4 + 1 3 x · ( x 2 -3 ) parallel zur Geraden y = -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) = 4 + 1 3 x · ( x 2 -3 )

= 4 + ( 1 3 x 3 - x )

= 1 3 x 3 - x +4

= 1 3 x 3 - x +4

Die Gerade y = -4 hat als Steigung m = 0 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 = 0 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

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

f'(x)= x 2 -1 +0

= x 2 -1

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

x 2 -1 = 0 | +1
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

L={ -1 ; 1 }

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

f '( -1 ) = ( -1 ) 2 -1 +0 = 0

f '( 1 ) = 1 2 -1 +0 = 0

Ableiten an einem Punkt mit Parameter

Beispiel:

Für welches t hat die Steigung der Tangente an den Graph von f mit f(x)= x 5 + t x im Punkt (1|f(1)) den Wert 7?

Lösung einblenden

f(x)= x 5 + t x

=>f'(x)= 5 x 4 + t

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

= 5 1 4 + t
= 5 + t

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

t +5 = 7 | -5
t = 2