Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 4 e 3 5 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 1 4 e 3 5 x

f'(x)= 1 4 e 3 5 x · 3 5

= 3 20 e 3 5 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 4 · e x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e x -1

f'(x)= 4 x 3 · e x -1 + x 4 · e x -1 · 1

= 4 x 3 · e x -1 + x 4 · e x -1

= e x -1 · ( x 4 +4 x 3 )

= ( x 4 +4 x 3 ) · e x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 2 e -2 x 2 -3 · ( -4x )

= -8 · e -2 x 2 -3 x

= -8 x e -2 x 2 -3

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 ln( 3x )

f'(x)= -3 3x · 3

= - 3 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x 2 +6 ) · e -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 +6 ) · e -2x

f'(x)= ( 2x +0 ) · e -2x + ( x 2 +6 ) · e -2x · ( -2 )

= 2x · e -2x + ( x 2 +6 ) · ( -2 e -2x )

= 2 x · e -2x -2 ( x 2 +6 ) · e -2x

= e -2x · ( -2 x 2 -12 +2x )

= e -2x · ( -2 x 2 +2x -12 )

= ( -2 x 2 +2x -12 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 92-te Ableitung der Funktion f(x)= x · e -x .

Lösung einblenden

Wir leiten f einfach mal ein paar mal ab und unteruschen, ob wir ein System erkennen können.

f(x) = x · e -x

f'(x) = 1 · e -x + x · e -x · ( -1 ) = e -x · ( -x +1 )

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

f'''(x) = - e -x · ( -1 ) · ( -x +2 ) - e -x · ( -1 +0 ) = e -x · ( -x +3 )

f(4)(x) = e -x · ( -1 ) · ( -x +3 ) + e -x · ( -1 +0 ) = - e -x · ( -x +4 )

...

Wir erkennen, dass mit jeder Ableitung die hintere Zahl in der Klammer um 1 wächst. Außerdem ändert sich mit jeder Ableitung das Vorzeichen. Dabei ist der Koeffizient immer bei den geraden Ableitungen negativ, bei den ungeraden positiv .

Somit gilt für die 92-te Ableitung:

f(92)(x) = - e -x · ( -x +92 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -5 ( x -3 ) · e -0,1x -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -5 ( x -3 ) · e -0,1x -2x

f'(x)= -5 · ( 1 +0 ) · e -0,1x -5 ( x -3 ) · e -0,1x · ( -0,1 ) -2

= -5 e -0,1x -5 ( x -3 ) · ( -0,1 e -0,1x ) -2

= -5 e -0,1x +0,5 ( x -3 ) · e -0,1x -2

= e -0,1x · ( -5 +0,5x -1,5 ) -2

= -2 + ( 0,5x -5 -1,5 ) · e -0,1x

= -2 + ( 0,5x -6,5 ) · e -0,1x