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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -25 x 4 -12 x 2

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 x 3 - x 2 und gib die Steigung von f an der Stelle x=0 an:

Lösung einblenden

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

=>f'(x)= -6 x 2 -2x

f'(0) = -6 0 2 -20 = -60 +0 = 0

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

= -5 x 4 x + 2 x 2 x

= -5 x 3 +2x

Jetzt wird abgeleitet:

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

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2x + ( x +2 ) · ( -2x ) -6 x 5 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)= -2x + ( x +2 ) · ( -2x ) -6 x 5

= -2x + ( -2 x 2 -4x ) -6 x 5

= -6 x 5 -2 x 2 -2x -4x

= -6 x 5 -2 x 2 -6x

f'(x)= -30 x 4 -4x -6

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 15 t x 5 -2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 15 t x 5 -2

f'(x)= 4 3 t x 4 +0

= 4 3 t x 4

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 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 +2x

f'(x)= x +2

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

f'(x)= x 2 +2

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

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

f '( 1 ) = 1 2 +2 = 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)= -6 + 1 2 x · ( x +8 ) parallel zur Geraden y = 5 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) = -6 + 1 2 x · ( x +8 )

= -6 + ( 1 2 x 2 +4x )

= 1 2 x 2 +4x -6

= 1 2 x 2 +4x -6

Die Gerade y = 5 hat als Steigung m = 0 und als y-Achsenabschnitt c = 5 .

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 2 x 2 +4x -6

f'(x)= x +4 +0

= x +4

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

x +4 = 0 | -4
x = -4

L={ -4 }

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

f '( -4 ) = -4 +4 +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)= t x 3 +3x im Punkt (-2|f(-2)) den Wert -21?

Lösung einblenden

f(x)= t x 3 +3x

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

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

= 3 t ( -2 ) 2 +3
= 12 t +3

Dieser Wert soll ja den Wert -21 besitzen, also gilt:

12t +3 = -21 | -3
12t = -24 |:12
t = -2