Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 4 e x

f'(x)= 3 4 e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 e -2x +4 + 1 4 x + 2 3 x 2 und vereinfache:

Lösung einblenden

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

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

=> f'(x) = -2 e -2x +4 · ( -2 ) + 1 8 x - 1 2 - 4 3 x -3

f'(x)= -2 e -2x +4 · ( -2 ) + 1 8 x - 4 3 x 3

= 4 e -2x +4 + 1 8 x - 4 3 x 3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e -3x

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

= 5 x 4 · e -3x + x 5 · ( -3 e -3x )

= 5 x 4 · e -3x -3 x 5 · e -3x

= e -3x · ( -3 x 5 +5 x 4 )

= ( -3 x 5 +5 x 4 ) · e -3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 5x -1 )

f'(x)= 1 5x -1 · ( 5 +0 )

= 1 5x -1 · ( 5 )

= 5 5x -1

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x +2 ) · e -2x

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

= e -2x + ( x +2 ) · ( -2 e -2x )

= e -2x -2 ( x +2 ) · e -2x

= e -2x · ( 1 -2x -4 )

= e -2x · ( -2x -3 )

= ( -2x -3 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 92-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 92-te Ableitung:

f(92)(x) = - e -x · ( -x +92 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 ( x -5 ) · e -0,1x +7x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ( x -5 ) · e -0,1x +7x

f'(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,1x +2 ( x -5 ) · e -0,1x · ( -0,1 ) +7

= 2 e -0,1x +2 ( x -5 ) · ( -0,1 e -0,1x ) +7

= 2 e -0,1x -0,2 ( x -5 ) · e -0,1x +7

= e -0,1x · ( 2 -0,2x +1 ) +7

= 7 + ( -0,2x +2 +1 ) · e -0,1x

= 7 + ( -0,2x +3 ) · e -0,1x