Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 + e 3 4 x

f'(x)= 0 + e 3 4 x · 3 4

= 3 4 e 3 4 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 2 x 2 +3x ) · e -2x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 2 x 2 +3x ) · e -2x -1

f'(x)= ( 4x +3 ) · e -2x -1 + ( 2 x 2 +3x ) · e -2x -1 · ( -2 )

= ( 4x +3 ) · e -2x -1 + ( 2 x 2 +3x ) · ( -2 e -2x -1 )

= ( 4x +3 ) · e -2x -1 -2 ( 2 x 2 +3x ) · e -2x -1

= e -2x -1 · ( -4 x 2 -6x +4x +3 )

= e -2x -1 · ( -4 x 2 -2x +3 )

= ( -4 x 2 -2x +3 ) · e -2x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 e 3x +5

f'(x)= 3 e 3x +5 · 3

= 9 e 3x +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -4 ln( 3x )

f'(x)= -4 3x · 3

= - 4 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · cos( -3x )

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

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

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

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 75-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 75-te Ableitung:

f(75)(x) = e -x · ( -x +75 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 ( x -1 ) · e -0,7x -6x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 ( x -1 ) · e -0,7x -6x

f'(x)= 4 · ( 1 +0 ) · e -0,7x +4 ( x -1 ) · e -0,7x · ( -0,7 ) -6

= 4 e -0,7x +4 ( x -1 ) · ( -0,7 e -0,7x ) -6

= 4 e -0,7x -2,8 ( x -1 ) · e -0,7x -6

= e -0,7x · ( 4 -2,8x +2,8 ) -6

= -6 + ( -2,8x +4 +2,8 ) · e -0,7x

= -6 + ( -2,8x +6,8 ) · e -0,7x