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)= ( -5 x 2 -2 ) · e 4x -3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( -5 x 2 -2 ) · e 4x -3

f'(x)= ( -10x +0 ) · e 4x -3 + ( -5 x 2 -2 ) · e 4x -3 · 4

= -10x · e 4x -3 + ( -5 x 2 -2 ) · 4 e 4x -3

= -10 x · e 4x -3 +4 ( -5 x 2 -2 ) · e 4x -3

= e 4x -3 · ( -20 x 2 -8 -10x )

= e 4x -3 · ( -20 x 2 -10x -8 )

= ( -20 x 2 -10x -8 ) · e 4x -3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -3x · ( 4 x 3 +2 )

f'(x)= e -3x · ( -3 ) · ( 4 x 3 +2 ) + e -3x · ( 12 x 2 +0 )

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

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

= e -3x · ( -12 x 3 -6 +12 x 2 )

= e -3x · ( -12 x 3 +12 x 2 -6 )

= ( -12 x 3 +12 x 2 -6 ) · e -3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 -4 x 2 - x · ( -8x -1 )

= -8x -1 -4 x 2 - x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x -4 ) · sin( x 2 )

f'(x)= ( 2 +0 ) · sin( x 2 ) + ( 2x -4 ) · cos( x 2 ) · 2x

= 2 sin( x 2 ) + ( 2x -4 ) · 2 cos( x 2 ) x

= 2 sin( x 2 ) +2 ( 2x -4 ) cos( x 2 ) x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 89-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 89-te Ableitung:

f(89)(x) = e -x · ( -x +89 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 3 ( x +2 ) · e -0,8x +4x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x +2 ) · e -0,8x +4x

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,8x +3 ( x +2 ) · e -0,8x · ( -0,8 ) +4

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

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

= e -0,8x · ( 3 -2,4x -4,8 ) +4

= 4 + ( -2,4x +3 -4,8 ) · e -0,8x

= 4 + ( -2,4x -1,8 ) · e -0,8x