Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 e -3x

f'(x)= 3 e -3x · ( -3 )

= -9 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -2 x 4 +4 ) · e 2x -5

f'(x)= ( -8 x 3 +0 ) · e 2x -5 + ( -2 x 4 +4 ) · e 2x -5 · 2

= -8 x 3 · e 2x -5 + ( -2 x 4 +4 ) · 2 e 2x -5

= -8 x 3 · e 2x -5 +2 ( -2 x 4 +4 ) · e 2x -5

= e 2x -5 · ( -4 x 4 +8 -8 x 3 )

= e 2x -5 · ( -4 x 4 -8 x 3 +8 )

= ( -4 x 4 -8 x 3 +8 ) · e 2x -5

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)= - ln( 4x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ln( 4x )

f'(x)= -1 4x · 4

= - 1 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x +2 ) · cos( x 3 )

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

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

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

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 83-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 83-te Ableitung:

f(83)(x) = e -x · ( -x +83 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ( x -6 ) · e -0,8x +7 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x -6 ) · e -0,8x +7

f'(x)= -4 · ( 1 +0 ) · e -0,8x -4 ( x -6 ) · e -0,8x · ( -0,8 )+0

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

= -4 e -0,8x +3,2 ( x -6 ) · e -0,8x

= e -0,8x · ( -4 +3,2x -19,2 )

= e -0,8x · ( 3,2x -23,2 )

= ( 3,2x -23,2 ) · e -0,8x