Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 + 7 6 e -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 + 7 6 e -2x

f'(x)= 0 + 7 6 e -2x · ( -2 )

= - 7 3 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - 1 4 x 3 - e 3x +5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - 1 4 x 3 - e 3x +5

= - 1 4 x 1 3 - e 3x +5

=> f'(x) = - 1 12 x - 2 3 - e 3x +5 · 3

f'(x)= - 1 12 ( x 3 ) 2 - e 3x +5 · 3

= - 1 12 ( x 3 ) 2 -3 e 3x +5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e x

f'(x)= 5 x 4 · e x + x 5 · e x

= 5 x 4 · e x + x 5 · e x

= e x · ( x 5 +5 x 4 )

= ( x 5 +5 x 4 ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ln( -4x +1 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ln( -4x +1 )

f'(x)= 1 -4x +1 · ( -4 +0 )

= 1 -4x +1 · ( -4 )

= - 4 -4x +1

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +7 ) · e -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +7 ) · e -2x

f'(x)= ( 1 +0 ) · e -2x + ( x +7 ) · e -2x · ( -2 )

= e -2x + ( x +7 ) · ( -2 e -2x )

= e -2x -2 ( x +7 ) · e -2x

= e -2x · ( 1 -2x -14 )

= e -2x · ( -2x -13 )

= ( -2x -13 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 86-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 86-te Ableitung:

f(86)(x) = - e -x · ( -x +86 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x -3 ) · e -0,3x +8x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x -3 ) · e -0,3x +8x

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,3x -2 ( x -3 ) · e -0,3x · ( -0,3 ) +8

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

= -2 e -0,3x +0,6 ( x -3 ) · e -0,3x +8

= e -0,3x · ( -2 +0,6x -1,8 ) +8

= 8 + ( 0,6x -2 -1,8 ) · e -0,3x

= 8 + ( 0,6x -3,8 ) · e -0,3x