Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 7 9 e -3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 7 9 e -3x

f'(x)= 7 9 e -3x · ( -3 )

= - 7 3 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -3x x 2

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

= -3 · e -3x x 2 +2 · e -3x x

= e -3x · ( -3 x 2 +2x )

= ( -3 x 2 +2x ) · e -3x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e 3x

f'(x)= 2x · e 3x + x 2 · e 3x · 3

= 2 x · e 3x + x 2 · 3 e 3x

= 2 x · e 3x +3 x 2 · e 3x

= e 3x · ( 3 x 2 +2x )

= ( 3 x 2 +2x ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -5 ln( 3x )

f'(x)= -5 3x · 3

= - 5 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 +5 ) · e -2x

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

= 2x · e -2x + ( x 2 +5 ) · ( -2 e -2x )

= 2 x · e -2x -2 ( x 2 +5 ) · e -2x

= e -2x · ( -2 x 2 -10 +2x )

= e -2x · ( -2 x 2 +2x -10 )

= ( -2 x 2 +2x -10 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 80-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 80-te Ableitung:

f(80)(x) = - e -x · ( -x +80 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -7 ) · e -0,4x -9 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x -7 ) · e -0,4x -9

f'(x)= ( 1 +0 ) · e -0,4x + ( x -7 ) · e -0,4x · ( -0,4 )+0

= e -0,4x + ( x -7 ) · ( -0,4 e -0,4x )

= e -0,4x -0,4 ( x -7 ) · e -0,4x

= e -0,4x · ( 1 -0,4x +2,8 )

= e -0,4x · ( -0,4x +3,8 )

= ( -0,4x +3,8 ) · e -0,4x