Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 + e -x

f'(x)= 0 + e -x · ( -1 )

= - e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 e -2x +4 +4 sin( x )

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

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

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 2 e 3 x 2 -5 · 6x

= 12 · e 3 x 2 -5 x

= 12 x e 3 x 2 -5

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 3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 +5 ) · e 3x

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

= 2x · e 3x + ( x 2 +5 ) · 3 e 3x

= 2 x · e 3x +3 ( x 2 +5 ) · e 3x

= e 3x · ( 3 x 2 +15 +2x )

= e 3x · ( 3 x 2 +2x +15 )

= ( 3 x 2 +2x +15 ) · e 3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 84-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 84-te Ableitung:

f(84)(x) = - e -x · ( -x +84 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x -6 ) · e -0,4x +6x

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

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

= -2 e -0,4x +0,8 ( x -6 ) · e -0,4x +6

= e -0,4x · ( -2 +0,8x -4,8 ) +6

= 6 + ( 0,8x -2 -4,8 ) · e -0,4x

= 6 + ( 0,8x -6,8 ) · e -0,4x