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Ableiten mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 e - t 2 x 2 +2 t 2 x

f'(x)= 4 e - t 2 x 2 +2 t 2 x · ( -2 t 2 x +2 t 2 )

= 4 · e - t 2 x 2 +2 t 2 x ( -2 t 2 x +2 t 2 )

= 4 ( -2 t 2 x +2 t 2 ) e - t 2 x 2 +2 t 2 x

Ableiten mit Parameter (BF)

Beispiel:

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

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f(x)= t e x -2 t

f'(x)= t e x -2 t · 1

= t e x -2 t

gegeb. Tangentensteigung (BF)

Beispiel:

Für welche t ist die Tangente von f mit ft(x)= ( -x -1 ) · e -2 t x im Punkt B(0|f(0)) parallel zur Gerade y= 1 3 x +5 ?

Lösung einblenden

Um die Tangentensteigung zu bestimmen, leiten wir die Funktion erst einmal ab:

f(x)= ( -x -1 ) · e -2 t x

f'(x)= ( -1 +0 ) · e -2 t x + ( -x -1 ) · e -2 t x · ( -2 t )

= - e -2 t x + ( -x -1 ) · ( -2 t e -2 t x )

= - e -2 t x -2 t ( -x -1 ) · e -2 t x

= e -2 t x · ( 2 t x +2 t -1 )

= e -2 t x · ( 2 t x + 2t -1 )

= ( 2 t x + 2t -1 ) · e -2 t x

In diese Ableitung setzen wir x=0 ein:

f'(0)= - e -2 t 0 -2 t · ( -0 -1 ) · e -2 t 0 = 2t -1

Damit die Tangente parallel zur Geraden y= 1 3 x+5 wird, müssen die Steigungen gleich sein,
also f'(0)= 2t -1 soll gleich 1 3 sein.

Dazu lösen wir die Gleichung 2t -1 = 1 3 nach t auf.

2t -1 = 1 3 | +1
2t = 4 3 |:2
t = 2 3

Für t= 2 3 ist also die Tangente parallel zu der gegebenen Gerade.

t-Wert bestimmen, dass f'(x0)=y0

Beispiel:

Für welche t ist die Tangente von f mit ft(x)= 2 e t 2 x 2 -2 t 2 x im Punkt B(2|f(2)) parallel zur Gerade y= x +7 ?
Gib alle Möglichkeiten für t an.

Lösung einblenden

Um die Tangentensteigung zu bestimmen, leiten wir die Funktion erst einmal ab:

f(x)= 2 e t 2 x 2 -2 t 2 x

f'(x)= 2 e t 2 x 2 -2 t 2 x · ( 2 t 2 x -2 t 2 )

= 2 · e t 2 x 2 -2 t 2 x ( 2 t 2 x -2 t 2 )

= 2 ( 2 t 2 x -2 t 2 ) e t 2 x 2 -2 t 2 x

In diese Ableitung setzen wir x=2 ein:

f'(2) = 2 · e t 2 2 2 -2 t 2 2 · ( 2 t 2 2 -2 t 2 ) = 2 · e 0 · ( 4 t 2 -2 t 2 ) = 4 t 2

Damit die Tangente parallel zur Geraden y= 1 x+7 wird, müssen die Steigungen gleich sein,
also f'(2)= 4 t 2 soll gleich 1 sein.
Dazu lösen wir die Gleichung 4 t 2 = 1 nach t auf.

4 t 2 = 1 |:4
t 2 = 1 4 | 2
t1 = - 1 4 = - 1 2
t2 = 1 4 = 1 2

Für t= - 1 2 und t= 1 2 ist also die Tangente parallel zu der gegebenen Gerade.