Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 -3 e -3x · ( -3 )

= 9 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e 2x -2

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

= 4 x 3 · e 2x -2 + x 4 · 2 e 2x -2

= 4 x 3 · e 2x -2 +2 x 4 · e 2x -2

= e 2x -2 · ( 2 x 4 +4 x 3 )

= ( 2 x 4 +4 x 3 ) · e 2x -2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 e -x +2

f'(x)= 3 e -x +2 · ( -1 )

= -3 e -x +2

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 3 x 2 - x · ( 6x -1 )

= 6x -1 3 x 2 - x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 3x +9 ) · sin( -2x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x +9 ) · sin( -2x )

f'(x)= ( 3 +0 ) · sin( -2x ) + ( 3x +9 ) · cos( -2x ) · ( -2 )

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

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

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 87-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 87-te Ableitung:

f(87)(x) = e -x · ( -x +87 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 ( x +4 ) · e -0,4x +7x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x +4 ) · e -0,4x +7x

f'(x)= 5 · ( 1 +0 ) · e -0,4x +5 ( x +4 ) · e -0,4x · ( -0,4 ) +7

= 5 e -0,4x +5 ( x +4 ) · ( -0,4 e -0,4x ) +7

= 5 e -0,4x -2 ( x +4 ) · e -0,4x +7

= e -0,4x · ( 5 -2x -8 ) +7

= 7 + ( -2x +5 -8 ) · e -0,4x

= 7 + ( -2x -3 ) · e -0,4x