Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -4 + 5 4 e 3x

f'(x)= 0 + 5 4 e 3x · 3

= 15 4 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -4x +2

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

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

= 3 x 2 · e -4x +2 -4 x 3 · e -4x +2

= e -4x +2 · ( -4 x 3 +3 x 2 )

= ( -4 x 3 +3 x 2 ) · e -4x +2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e 2x

f'(x)= 3 x 2 · e 2x + x 3 · e 2x · 2

= 3 x 2 · e 2x + x 3 · 2 e 2x

= 3 x 2 · e 2x +2 x 3 · e 2x

= e 2x · ( 2 x 3 +3 x 2 )

= ( 2 x 3 +3 x 2 ) · e 2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 9 ln( 7x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 9 ln( 7x )

f'(x)= 9 7x · 7

= 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2 x 2 +4 ) · cos( x 3 )

f'(x)= ( 4x +0 ) · cos( x 3 ) + ( 2 x 2 +4 ) · ( - sin( x 3 ) · 3 x 2 )

= 4x · cos( x 3 ) + ( 2 x 2 +4 ) · ( -3 sin( x 3 ) x 2 )

= 4 x · cos( x 3 ) -3 ( 2 x 2 +4 ) sin( x 3 ) 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)= 3 ( x +2 ) · e -0,3x -9 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x +2 ) · e -0,3x -9

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

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

= 3 e -0,3x -0,9 ( x +2 ) · e -0,3x

= e -0,3x · ( 3 -0,9x -1,8 )

= e -0,3x · ( -0,9x +1,2 )

= ( -0,9x +1,2 ) · e -0,3x