Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 2 e 2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 1 2 e 2x

f'(x)= 1 2 e 2x · 2

= e 2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e 2x -2

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

= 5 x 4 · e 2x -2 + x 5 · 2 e 2x -2

= 5 x 4 · e 2x -2 +2 x 5 · e 2x -2

= e 2x -2 · ( 2 x 5 +5 x 4 )

= ( 2 x 5 +5 x 4 ) · e 2x -2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2 x 5 + x 3 ) · e 3x

f'(x)= ( 10 x 4 +3 x 2 ) · e 3x + ( 2 x 5 + x 3 ) · e 3x · 3

= ( 10 x 4 +3 x 2 ) · e 3x + ( 2 x 5 + x 3 ) · 3 e 3x

= ( 10 x 4 +3 x 2 ) · e 3x +3 ( 2 x 5 + x 3 ) · e 3x

= e 3x · ( 6 x 5 +3 x 3 + ( 10 x 4 +3 x 2 ) )

= e 3x · ( 6 x 5 +10 x 4 +3 x 3 +3 x 2 )

= ( 6 x 5 +10 x 4 +3 x 3 +3 x 2 ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - ln( 3x )

f'(x)= -1 3x · 3

= - 1 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 5 · e -4x +2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e -4x +2

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

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

= 5 x 4 · e -4x +2 -4 x 5 · e -4x +2

= e -4x +2 · ( -4 x 5 +5 x 4 )

= ( -4 x 5 +5 x 4 ) · e -4x +2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 82-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 82-te Ableitung:

f(82)(x) = - e -x · ( -x +82 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 ( x -4 ) · e -0,8x +3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 ( x -4 ) · e -0,8x +3x

f'(x)= 4 · ( 1 +0 ) · e -0,8x +4 ( x -4 ) · e -0,8x · ( -0,8 ) +3

= 4 e -0,8x +4 ( x -4 ) · ( -0,8 e -0,8x ) +3

= 4 e -0,8x -3,2 ( x -4 ) · e -0,8x +3

= e -0,8x · ( 4 -3,2x +12,8 ) +3

= 3 + ( -3,2x +4 +12,8 ) · e -0,8x

= 3 + ( -3,2x +16,8 ) · e -0,8x