Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 -2 e -3x · ( -3 )

= 6 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -3 e x -2 · 1 + 5 3 cos( x )

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

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e x · ( x 4 -2 )

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

= e x ( x 4 -2 ) + e x · ( 4 x 3 )

= e x ( x 4 -2 )+4 · e x x 3

= e x · ( x 4 -2 +4 x 3 )

= e x · ( x 4 +4 x 3 -2 )

= ( x 4 +4 x 3 -2 ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 7 ln( 3x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 7 ln( 3x )

f'(x)= 7 3x · 3

= 7 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 +4 ) · e -3x

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

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

= 2 x · e -3x -3 ( x 2 +4 ) · e -3x

= e -3x · ( -3 x 2 -12 +2x )

= e -3x · ( -3 x 2 +2x -12 )

= ( -3 x 2 +2x -12 ) · e -3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 90-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 90-te Ableitung:

f(90)(x) = - e -x · ( -x +90 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x +4 ) · e -0,2x -2x

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

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

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

= e -0,2x · ( -4 +0,8x +3,2 ) -2

= -2 + ( 0,8x -4 +3,2 ) · e -0,2x

= -2 + ( 0,8x -0,8 ) · e -0,2x