Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -1 - e -2x

f'(x)= 0 - e -2x · ( -2 )

= 2 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( -4x +1 ) · e 2x -5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( -4x +1 ) · e 2x -5

f'(x)= ( -4 +0 ) · e 2x -5 + ( -4x +1 ) · e 2x -5 · 2

= -4 e 2x -5 + ( -4x +1 ) · 2 e 2x -5

= -4 e 2x -5 +2 ( -4x +1 ) · e 2x -5

= e 2x -5 · ( -4 -8x +2 )

= e 2x -5 · ( -8x -2 )

= ( -8x -2 ) · e 2x -5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e -2x

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

= 2 x · e -2x + x 2 · ( -2 e -2x )

= 2 x · e -2x -2 x 2 · e -2x

= e -2x · ( -2 x 2 +2x )

= ( -2 x 2 +2x ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -8 ln( 6x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -8 ln( 6x )

f'(x)= -8 6x · 6

= - 8 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x -6 ) · e -2x

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

= e -2x + ( x -6 ) · ( -2 e -2x )

= e -2x -2 ( x -6 ) · e -2x

= e -2x · ( 1 -2x +12 )

= e -2x · ( -2x +13 )

= ( -2x +13 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 78-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 78-te Ableitung:

f(78)(x) = - e -x · ( -x +78 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 ( x +5 ) · e -0,3x +9 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 ( x +5 ) · e -0,3x +9

f'(x)= -3 · ( 1 +0 ) · e -0,3x -3 ( x +5 ) · e -0,3x · ( -0,3 )+0

= -3 e -0,3x -3 ( x +5 ) · ( -0,3 e -0,3x )

= -3 e -0,3x +0,9 ( x +5 ) · e -0,3x

= e -0,3x · ( -3 +0,9x +4,5 )

= e -0,3x · ( 0,9x +1,5 )

= ( 0,9x +1,5 ) · e -0,3x