Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 5 e 5 6 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 5 e 5 6 x

f'(x)= 4 5 e 5 6 x · 5 6

= 2 3 e 5 6 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - 5 3 x 4 + 1 4 x -3 e -3x -3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - 5 3 x 4 + 1 4 x -3 e -3x -3

= - 5 3 x -4 + 1 4 x 1 2 -3 e -3x -3

=> f'(x) = 20 3 x -5 + 1 8 x - 1 2 -3 e -3x -3 · ( -3 )

f'(x)= 20 3 x 5 + 1 8 x -3 e -3x -3 · ( -3 )

= 20 3 x 5 + 1 8 x +9 e -3x -3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 3 x 5 -1 ) · e x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 3 x 5 -1 ) · e x

f'(x)= ( 15 x 4 +0 ) · e x + ( 3 x 5 -1 ) · e x

= ( 3 x 5 -1 ) · e x +15 x 4 · e x

= e x · ( 3 x 5 -1 +15 x 4 )

= e x · ( 3 x 5 +15 x 4 -1 )

= ( 3 x 5 +15 x 4 -1 ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 ln( 2x )

f'(x)= 3 2x · 2

= 3 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x · e -2x +4

= x 1 2 · e -2x +4

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

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

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

= 1 2 e -2x +4 x -2 x · e -2x +4

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 95-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 95-te Ableitung:

f(95)(x) = e -x · ( -x +95 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ( x +1 ) · e -0,8x -4 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x +1 ) · e -0,8x -4

f'(x)= -4 · ( 1 +0 ) · e -0,8x -4 ( x +1 ) · e -0,8x · ( -0,8 )+0

= -4 e -0,8x -4 ( x +1 ) · ( -0,8 e -0,8x )

= -4 e -0,8x +3,2 ( x +1 ) · e -0,8x

= e -0,8x · ( -4 +3,2x +3,2 )

= e -0,8x · ( 3,2x -0,8 )

= ( 3,2x -0,8 ) · e -0,8x