Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -5 -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)= ( 4 x 3 - x ) · e -x +3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 3 - x ) · e -x +3

f'(x)= ( 12 x 2 -1 ) · e -x +3 + ( 4 x 3 - x ) · e -x +3 · ( -1 )

= ( 12 x 2 -1 ) · e -x +3 + ( 4 x 3 - x ) · ( - e -x +3 )

= ( 12 x 2 -1 ) · e -x +3 - ( 4 x 3 - x ) · e -x +3

= e -x +3 · ( 12 x 2 -1 + ( -4 x 3 + x ) )

= e -x +3 · ( -4 x 3 +12 x 2 + x -1 )

= ( -4 x 3 +12 x 2 + x -1 ) · e -x +3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e -4x +2

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

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

= 5 x 4 · e -4x +2 -4 x 5 · e -4x +2

= e -4x +2 · ( 5 x 4 -4 x 5 )

= e -4x +2 · ( -4 x 5 +5 x 4 )

= ( -4 x 5 +5 x 4 ) · e -4x +2

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 4x -3 · ( 4 +0 )

= 1 4x -3 · ( 4 )

= 4 4x -3

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x · cos( -3x )

= x 1 2 · cos( -3x )

=> f'(x) = 1 2 x - 1 2 · cos( -3x ) + x 1 2 · ( - sin( -3x ) · ( -3 ) )

f'(x)= 1 2 x · cos( -3x ) + x · ( - sin( -3x ) · ( -3 ) )

= 1 2 cos( -3x ) x + x · 3 sin( -3x )

= 1 2 cos( -3x ) x +3 x · sin( -3x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 85-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 85-te Ableitung:

f(85)(x) = e -x · ( -x +85 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +2 ) · e -0,5x +7 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +2 ) · e -0,5x +7

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

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

= e -0,5x -0,5 ( x +2 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( -0,5x -1 +1 )

= e -0,5x · ( -0,5x +0 )

= e -0,5x · ( -0,5x )

= x · ( -0,5 e -0,5x )