Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 e -3x

f'(x)= -3 e -3x · ( -3 )

= 9 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3 x 2 +4x ) · e -x -2

f'(x)= ( 6x +4 ) · e -x -2 + ( 3 x 2 +4x ) · e -x -2 · ( -1 )

= ( 6x +4 ) · e -x -2 + ( 3 x 2 +4x ) · ( - e -x -2 )

= ( 6x +4 ) · e -x -2 - ( 3 x 2 +4x ) · e -x -2

= e -x -2 · ( -3 x 2 -4x +6x +4 )

= e -x -2 · ( -3 x 2 +2x +4 )

= ( -3 x 2 +2x +4 ) · e -x -2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 e 2x +5

f'(x)= -2 e 2x +5 · 2

= -4 e 2x +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 -4x -2 · ( -4 +0 )

= 1 -4x -2 · ( -4 )

= - 4 -4x -2

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x +4 ) · e 2x

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

= 3 e 2x + ( 3x +4 ) · 2 e 2x

= 3 e 2x +2 ( 3x +4 ) · e 2x

= e 2x · ( 3 +6x +8 )

= e 2x · ( 6x +11 )

= ( 6x +11 ) · e 2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 81-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 81-te Ableitung:

f(81)(x) = e -x · ( -x +81 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - ( x -5 ) · e -0,8x +8 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ( x -5 ) · e -0,8x +8

f'(x)= - ( 1 +0 ) · e -0,8x - ( x -5 ) · e -0,8x · ( -0,8 )+0

= - e -0,8x - ( x -5 ) · ( -0,8 e -0,8x )

= - e -0,8x +0,8 ( x -5 ) · e -0,8x

= e -0,8x · ( -1 +0,8x -4 )

= e -0,8x · ( 0,8x -5 )

= ( 0,8x -5 ) · e -0,8x