Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 + 4 3 e 3x

f'(x)= 0 + 4 3 e 3x · 3

= 4 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 e -3x -2 +3 sin( x ) + cos( x )

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

= 9 e -3x -2 +3 cos( x ) - sin( x )

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -2 e -2 x 3 +3 · ( -6 x 2 )

= 12 · e -2 x 3 +3 x 2

= 12 x 2 e -2 x 3 +3

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -9 ln( 2x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -9 ln( 2x )

f'(x)= -9 2x · 2

= - 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -6 ) · sin( x 3 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x -6 ) · sin( x 3 )

f'(x)= ( 1 +0 ) · sin( x 3 ) + ( x -6 ) · cos( x 3 ) · 3 x 2

= sin( x 3 ) + ( x -6 ) · 3 cos( x 3 ) x 2

= sin( x 3 ) +3 ( x -6 ) cos( x 3 ) x 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 90-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 90-te Ableitung:

f(90)(x) = - e -x · ( -x +90 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 ( x +7 ) · e -0,4x -7

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

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

= 4 e -0,4x -1,6 ( x +7 ) · e -0,4x

= e -0,4x · ( 4 -1,6x -11,2 )

= e -0,4x · ( -1,6x -7,2 )

= ( -1,6x -7,2 ) · e -0,4x