Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 3 e 6 7 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 1 3 e 6 7 x

f'(x)= 1 3 e 6 7 x · 6 7

= 2 7 e 6 7 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e -x

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

= 2 x · e -x + x 2 · ( - e -x )

= 2 x · e -x - x 2 · e -x

= e -x · ( - x 2 +2x )

= ( - x 2 +2x ) · e -x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e x · ( -5 x 5 +2 x 4 )

f'(x)= e x · ( -5 x 5 +2 x 4 ) + e x · ( -25 x 4 +8 x 3 )

= e x · ( -5 x 5 +2 x 4 + ( -25 x 4 +8 x 3 ) )

= e x · ( -5 x 5 -23 x 4 +8 x 3 )

= ( -5 x 5 -23 x 4 +8 x 3 ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ln( 7x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ln( 7x )

f'(x)= 3 7x · 7

= 3 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x +1 ) · e 2x

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

= e 2x + ( x +1 ) · 2 e 2x

= e 2x +2 ( x +1 ) · e 2x

= e 2x · ( 1 +2x +2 )

= e 2x · ( 2x +3 )

= ( 2x +3 ) · e 2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 90-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 90-te Ableitung:

f(90)(x) = - e -x · ( -x +90 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 ( x +7 ) · e -0,8x -8x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 ( x +7 ) · e -0,8x -8x

f'(x)= -3 · ( 1 +0 ) · e -0,8x -3 ( x +7 ) · e -0,8x · ( -0,8 ) -8

= -3 e -0,8x -3 ( x +7 ) · ( -0,8 e -0,8x ) -8

= -3 e -0,8x +2,4 ( x +7 ) · e -0,8x -8

= e -0,8x · ( -3 +2,4x +16,8 ) -8

= -8 + ( 2,4x -3 +16,8 ) · e -0,8x

= -8 + ( 2,4x +13,8 ) · e -0,8x