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)= -3 e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e 3x +3

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

= 3 x 2 · e 3x +3 + x 3 · 3 e 3x +3

= 3 x 2 · e 3x +3 +3 x 3 · e 3x +3

= e 3x +3 · ( 3 x 3 +3 x 2 )

= ( 3 x 3 +3 x 2 ) · e 3x +3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -2x · ( - x 5 +3 )

f'(x)= e -2x · ( -2 ) · ( - x 5 +3 ) + e -2x · ( -5 x 4 +0 )

= -2 · e -2x ( - x 5 +3 ) + e -2x · ( -5 x 4 )

= -2 · e -2x ( - x 5 +3 )-5 · e -2x x 4

= e -2x · ( 2 x 5 -6 -5 x 4 )

= e -2x · ( 2 x 5 -5 x 4 -6 )

= ( 2 x 5 -5 x 4 -6 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 2 x 2 -4 · ( 4x +0 )

= 1 2 x 2 -4 · ( 4x )

= 4 x 2 x 2 -4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e 4x +5

f'(x)= 3 x 2 · e 4x +5 + x 3 · e 4x +5 · 4

= 3 x 2 · e 4x +5 + x 3 · 4 e 4x +5

= 3 x 2 · e 4x +5 +4 x 3 · e 4x +5

= e 4x +5 · ( 4 x 3 +3 x 2 )

= ( 4 x 3 +3 x 2 ) · e 4x +5

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)= 3 ( x -6 ) · e -0,2x +7 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x -6 ) · e -0,2x +7

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +3 ( x -6 ) · e -0,2x · ( -0,2 )+0

= 3 e -0,2x +3 ( x -6 ) · ( -0,2 e -0,2x )

= 3 e -0,2x -0,6 ( x -6 ) · e -0,2x

= e -0,2x · ( 3 -0,6x +3,6 )

= e -0,2x · ( -0,6x +6,6 )

= ( -0,6x +6,6 ) · e -0,2x