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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 - x 2

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

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 x 2 -5 und gib die Steigung von f an der Stelle x=-1 an:

Lösung einblenden

f(x)= 4 x 2 -5

=>f'(x)= 8x +0

= 8x

f'(-1) = 8( -1 ) = -8

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

= -3 x 4 x 3 + 4x x 3

= -3x + 4 x 2

= -3x +4 x -2

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x) = -3 -8 x -3

f'(x)= -3 - 8 x 3

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

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

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

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

f'(x)= -8 x 3 -36 x 2 -6x

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - 4 15 x 5 - 1 3 t 2 x 4 - t 2 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - 4 15 x 5 - 1 3 t 2 x 4 - t 2 x

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

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 den Wert 3 hat, also dass f '(x) = 3 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

f'(x)= x

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

x = 3

L={ 3 }

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

f '( 3 ) = 3 = 3

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 -4x parallel zur Geraden y = -5 ist.

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= x -4

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

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 -4 ) +2 parallel zur Geraden y = 2x +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 -4 ) +2

= 1 2 x 2 -2x +2

Die Gerade y = 2x +4 hat als Steigung m = 2 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 = 2 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

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

f'(x)= x -2 +0

= x -2

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

x -2 = 2 | +2
x = 4

L={ 4 }

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

f '( 4 ) = 4 -2 +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)= t x 2 - x im Punkt (-1|f(-1)) den Wert -7?

Lösung einblenden

f(x)= t x 2 - x

=>f'(x)= 2 t x -1

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

= 2 t ( -1 ) -1
= -2 t -1

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

-2t -1 = -7 | +1
-2t = -6 |:(-2 )
t = 3