Aufgabenbeispiele von ganzrational

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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 x 5 -3

f'(x)= -10 x 4 +0

= -10 x 4

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 3 -5 x 2 und gib die Steigung von f an der Stelle x=0 an:

Lösung einblenden

f(x)= x 3 -5 x 2

=>f'(x)= 3 x 2 -10x

f'(0) = 3 0 2 -100 = 30 +0 = 0

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

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

= 4 x 4 x + - x 2 x

= 4 x 3 - x

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= 12 x 2 -1

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +1 ) · ( -6x ) -1 -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 +1 ) · ( -6x ) -1 -3 x 2

= -6 x 2 -6x -1 -3 x 2

= -6 x 2 -3 x 2 -6x -1

= -9 x 2 -6x -1

f'(x)= -18x -6

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - t 2 x 3 +5

f'(x)= -3 t 2 x 2 +0

= -3 t 2 x 2

Stelle mit f'(x)=c finden (algebr.)

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Ableitung der Funktion f mit f(x)= 1 3 x 3 - 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 3 x 3 - 1 2 x 2 -2x

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

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

x 2 - x -2 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

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

x1,2 = +1 ± 1 +8 2

x1,2 = +1 ± 9 2

x1 = 1 + 9 2 = 1 +3 2 = 4 2 = 2

x2 = 1 - 9 2 = 1 -3 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 2 }

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

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

f '( 2 ) = 2 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 parallel zur Geraden y = 2x -1 ist.

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

Lösung einblenden

Die Gerade y = 2x -1 hat als Steigung m = 2 und als y-Achsenabschnitt c = -1 .

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

f'(x)= x 2 - x

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

x 2 - x = 2 | -2

x 2 - x -2 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

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

x1,2 = +1 ± 1 +8 2

x1,2 = +1 ± 9 2

x1 = 1 + 9 2 = 1 +3 2 = 4 2 = 2

x2 = 1 - 9 2 = 1 -3 2 = -2 2 = -1

L={ -1 ; 2 }

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

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

f '( 2 ) = 2 2 - 2 = 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)= 2x + 1 6 x 2 · ( 2x -9 )-4( x +6 ) 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) = 2x + 1 6 x 2 · ( 2x -9 )-4( x +6 )

= 2x + ( 1 3 x 3 - 3 2 x 2 ) -4x -24

= 1 3 x 3 - 3 2 x 2 +2x -4x -24

= 1 3 x 3 - 3 2 x 2 -2x -24

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 3 x 3 - 3 2 x 2 -2x -24

f'(x)= x 2 -3x -2 +0

= x 2 -3x -2

Diese Ableitung muss ja = 2 sein, also setzen wir x 2 -3x -2 +0 = 2.

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

x 2 -3x -4 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

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

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 ) -2 +0 = 2

f '( 4 ) = 4 2 -34 -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 5 +4x im Punkt (-1|f(-1)) den Wert 14?

Lösung einblenden

f(x)= t x 5 +4x

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

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

= 5 t ( -1 ) 4 +4
= 5 t +4

Dieser Wert soll ja den Wert 14 besitzen, also gilt:

5t +4 = 14 | -4
5t = 10 |:5
t = 2