Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 + 8 7 e x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 + 8 7 e x

f'(x)= 0 + 8 7 e x

= 8 7 e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 2 · e 3x

f'(x)= 2x · e 3x + x 2 · e 3x · 3

= 2 x · e 3x + x 2 · 3 e 3x

= 2 x · e 3x +3 x 2 · e 3x

= e 3x · ( 3 x 2 +2x )

= ( 3 x 2 +2x ) · e 3x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 e -2 x 3 +5

f'(x)= -2 e -2 x 3 +5 · ( -6 x 2 )

= 12 · e -2 x 3 +5 x 2

= 12 x 2 e -2 x 3 +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 5 x 2 +4 )

f'(x)= 1 5 x 2 +4 · ( 10x +0 )

= 1 5 x 2 +4 · ( 10x )

= 10 x 5 x 2 +4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 2x +7 ) · e 2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x +7 ) · e 2x

f'(x)= ( 2 +0 ) · e 2x + ( 2x +7 ) · e 2x · 2

= 2 e 2x + ( 2x +7 ) · 2 e 2x

= 2 e 2x +2 ( 2x +7 ) · e 2x

= e 2x · ( 2 +4x +14 )

= e 2x · ( 4x +16 )

= ( 4x +16 ) · e 2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 86-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 86-te Ableitung:

f(86)(x) = - e -x · ( -x +86 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 5 ( x -1 ) · e -0,3x -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 5 ( x -1 ) · e -0,3x -2x

f'(x)= 5 · ( 1 +0 ) · e -0,3x +5 ( x -1 ) · e -0,3x · ( -0,3 ) -2

= 5 e -0,3x +5 ( x -1 ) · ( -0,3 e -0,3x ) -2

= 5 e -0,3x -1,5 ( x -1 ) · e -0,3x -2

= e -0,3x · ( 5 -1,5x +1,5 ) -2

= -2 + ( -1,5x +5 +1,5 ) · e -0,3x

= -2 + ( -1,5x +6,5 ) · e -0,3x