Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 + 3 4 e 3x und vereinfache:

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 + 3 4 e 3x · 3

= 9 4 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e 2x -2

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

= 5 x 4 · e 2x -2 + x 5 · 2 e 2x -2

= 5 x 4 · e 2x -2 +2 x 5 · e 2x -2

= e 2x -2 · ( 2 x 5 +5 x 4 )

= ( 2 x 5 +5 x 4 ) · e 2x -2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e 4x -5

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

= 2 x · e 4x -5 + x 2 · 4 e 4x -5

= 2 x · e 4x -5 +4 x 2 · e 4x -5

= e 4x -5 · ( 4 x 2 +2x )

= ( 4 x 2 +2x ) · e 4x -5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ln( -3 x 2 -4 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ln( -3 x 2 -4 )

f'(x)= 1 -3 x 2 -4 · ( -6x +0 )

= 1 -3 x 2 -4 · ( -6x )

= -6 x -3 x 2 -4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 3 x 2 +5 ) · e -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 3 x 2 +5 ) · e -2x

f'(x)= ( 6x +0 ) · e -2x + ( 3 x 2 +5 ) · e -2x · ( -2 )

= 6x · e -2x + ( 3 x 2 +5 ) · ( -2 e -2x )

= 6 x · e -2x -2 ( 3 x 2 +5 ) · e -2x

= e -2x · ( -6 x 2 -10 +6x )

= e -2x · ( -6 x 2 +6x -10 )

= ( -6 x 2 +6x -10 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 77-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 77-te Ableitung:

f(77)(x) = e -x · ( -x +77 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 ( x -5 ) · e -0,2x -9x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ( x -5 ) · e -0,2x -9x

f'(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +2 ( x -5 ) · e -0,2x · ( -0,2 ) -9

= 2 e -0,2x +2 ( x -5 ) · ( -0,2 e -0,2x ) -9

= 2 e -0,2x -0,4 ( x -5 ) · e -0,2x -9

= e -0,2x · ( 2 -0,4x +2 ) -9

= -9 + ( -0,4x +2 +2 ) · e -0,2x

= -9 + ( -0,4x +4 ) · e -0,2x