Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 -3 e -2x · ( -2 )

= 6 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e -x

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

= 4 x 3 · e -x + x 4 · ( - e -x )

= 4 x 3 · e -x - x 4 · e -x

= e -x · ( - x 4 +4 x 3 )

= ( - x 4 +4 x 3 ) · e -x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 3 e - x 3 -3 · ( -3 x 2 )

= -9 · e - x 3 -3 x 2

= -9 x 2 e - x 3 -3

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -6 ln( 7x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -6 ln( 7x )

f'(x)= -6 7x · 7

= - 6 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x -6 ) · e -2x

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

= 2 e -2x + ( 2x -6 ) · ( -2 e -2x )

= 2 e -2x -2 ( 2x -6 ) · e -2x

= e -2x · ( 2 -4x +12 )

= e -2x · ( -4x +14 )

= ( -4x +14 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 84-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 84-te Ableitung:

f(84)(x) = - e -x · ( -x +84 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ( x +6 ) · e -0,7x -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x +6 ) · e -0,7x -2x

f'(x)= -4 · ( 1 +0 ) · e -0,7x -4 ( x +6 ) · e -0,7x · ( -0,7 ) -2

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

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

= e -0,7x · ( -4 +2,8x +16,8 ) -2

= -2 + ( 2,8x -4 +16,8 ) · e -0,7x

= -2 + ( 2,8x +12,8 ) · e -0,7x