Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 -2 e -x

f'(x)= 0 -2 e -x · ( -1 )

= 2 e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= x 2 · e -4x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e -4x -1

f'(x)= 2x · e -4x -1 + x 2 · e -4x -1 · ( -4 )

= 2 x · e -4x -1 + x 2 · ( -4 e -4x -1 )

= 2 x · e -4x -1 -4 x 2 · e -4x -1

= e -4x -1 · ( -4 x 2 +2x )

= ( -4 x 2 +2x ) · e -4x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -2 e 2x +4 · 2

= -4 e 2x +4

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ln( -2 x 2 +1 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ln( -2 x 2 +1 )

f'(x)= 1 -2 x 2 +1 · ( -4x +0 )

= 1 -2 x 2 +1 · ( -4x )

= -4 x -2 x 2 +1

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2 x 2 +3 ) · cos( x 3 )

f'(x)= ( 4x +0 ) · cos( x 3 ) + ( 2 x 2 +3 ) · ( - sin( x 3 ) · 3 x 2 )

= 4x · cos( x 3 ) + ( 2 x 2 +3 ) · ( -3 sin( x 3 ) x 2 )

= 4 x · cos( x 3 ) -3 ( 2 x 2 +3 ) sin( x 3 ) x 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 80-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 80-te Ableitung:

f(80)(x) = - e -x · ( -x +80 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ( x +5 ) · e -0,2x -5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x +5 ) · e -0,2x -5

f'(x)= -4 · ( 1 +0 ) · e -0,2x -4 ( x +5 ) · e -0,2x · ( -0,2 )+0

= -4 e -0,2x -4 ( x +5 ) · ( -0,2 e -0,2x )

= -4 e -0,2x +0,8 ( x +5 ) · e -0,2x

= e -0,2x · ( -4 +0,8x +4 )

= e -0,2x · ( 0,8x +0 )

= e -0,2x · 0,8x

= x · 0,8 e -0,2x