Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 - e x

f'(x)= 0 - e x

= - e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e -4x +4

f'(x)= 2x · e -4x +4 + x 2 · e -4x +4 · ( -4 )

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

= 2 x · e -4x +4 -4 x 2 · e -4x +4

= e -4x +4 · ( -4 x 2 +2x )

= ( -4 x 2 +2x ) · e -4x +4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 e x 3 +5

f'(x)= 2 e x 3 +5 · 3 x 2

= 6 · e x 3 +5 x 2

= 6 x 2 e x 3 +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -8 ln( 4x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -8 ln( 4x )

f'(x)= -8 4x · 4

= - 8 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x +4 ) · e 2x

f'(x)= ( 2 +0 ) · e 2x + ( 2x +4 ) · e 2x · 2

= 2 e 2x + ( 2x +4 ) · 2 e 2x

= 2 e 2x +2 ( 2x +4 ) · e 2x

= e 2x · ( 2 +4x +8 )

= e 2x · ( 4x +10 )

= ( 4x +10 ) · e 2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 86-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 86-te Ableitung:

f(86)(x) = - e -x · ( -x +86 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ( x -2 ) · e -0,6x +2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x -2 ) · e -0,6x +2x

f'(x)= -4 · ( 1 +0 ) · e -0,6x -4 ( x -2 ) · e -0,6x · ( -0,6 ) +2

= -4 e -0,6x -4 ( x -2 ) · ( -0,6 e -0,6x ) +2

= -4 e -0,6x +2,4 ( x -2 ) · e -0,6x +2

= e -0,6x · ( -4 +2,4x -4,8 ) +2

= 2 + ( 2,4x -4 -4,8 ) · e -0,6x

= 2 + ( 2,4x -8,8 ) · e -0,6x