Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 - e -2x

f'(x)= 0 - e -2x · ( -2 )

= 2 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -3 e 3x -5 · 3 -16 x 3

= -9 e 3x -5 -16 x 3

e-Funktionen ableiten

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

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ln( 5 x 3 -4 x 2 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ln( 5 x 3 -4 x 2 )

f'(x)= 1 5 x 3 -4 x 2 · ( 15 x 2 -8x )

= 15 x 2 -8x 5 x 3 -4 x 2

= 1 · ( 15x -8 ) x · ( 5x -4 )

= 15x -8 x · ( 5x -4 )

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e -2x -4

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

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

= 2 x · e -2x -4 -2 x 2 · e -2x -4

= e -2x -4 · ( -2 x 2 +2x )

= ( -2 x 2 +2x ) · e -2x -4

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 79-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 79-te Ableitung:

f(79)(x) = e -x · ( -x +79 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 ( x +3 ) · e -0,4x +1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ( x +3 ) · e -0,4x +1

f'(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,4x +2 ( x +3 ) · e -0,4x · ( -0,4 )+0

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

= 2 e -0,4x -0,8 ( x +3 ) · e -0,4x

= e -0,4x · ( 2 -0,8x -2,4 )

= e -0,4x · ( -0,8x -0,4 )

= ( -0,8x -0,4 ) · e -0,4x