Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 e -x

f'(x)= -2 e -x · ( -1 )

= 2 e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -5 x 2 +2 cos( x ) -3 e 2x +5

f'(x)= -10x -2 sin( x ) -3 e 2x +5 · 2

= -10x -2 sin( x ) -6 e 2x +5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( -3 x 2 +4x ) · e -x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( -3 x 2 +4x ) · e -x

f'(x)= ( -6x +4 ) · e -x + ( -3 x 2 +4x ) · e -x · ( -1 )

= ( -6x +4 ) · e -x + ( -3 x 2 +4x ) · ( - e -x )

= ( -6x +4 ) · e -x - ( -3 x 2 +4x ) · e -x

= e -x · ( 3 x 2 -4x -6x +4 )

= e -x · ( 3 x 2 -10x +4 )

= ( 3 x 2 -10x +4 ) · e -x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 6 ln( 7x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 6 ln( 7x )

f'(x)= 6 7x · 7

= 6 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x · cos( x 2 )

= x 1 2 · cos( x 2 )

=> f'(x) = 1 2 x - 1 2 · cos( x 2 ) + x 1 2 · ( - sin( x 2 ) · 2x )

f'(x)= 1 2 x · cos( x 2 ) + x · ( - sin( x 2 ) · 2x )

= 1 2 cos( x 2 ) x + x · ( -2 sin( x 2 ) x )

= 1 2 cos( x 2 ) x -2 x sin( x 2 ) x

= 1 2 cos( x 2 ) x -2 ( x ) 3 · sin( x 2 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 79-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 79-te Ableitung:

f(79)(x) = e -x · ( -x +79 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -3 ) · e -0,2x -4x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x -3 ) · e -0,2x -4x

f'(x)= ( 1 +0 ) · e -0,2x + ( x -3 ) · e -0,2x · ( -0,2 ) -4

= e -0,2x + ( x -3 ) · ( -0,2 e -0,2x ) -4

= e -0,2x -0,2 ( x -3 ) · e -0,2x -4

= e -0,2x · ( 1 -0,2x +0,6 ) -4

= -4 + ( -0,2x +1 +0,6 ) · e -0,2x

= -4 + ( -0,2x +1,6 ) · e -0,2x