Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 + 3 5 e -2x · ( -2 )

= - 6 5 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -x -4

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

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

= 3 x 2 · e -x -4 - x 3 · e -x -4

= e -x -4 · ( - x 3 +3 x 2 )

= ( - x 3 +3 x 2 ) · e -x -4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -x · x 4

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

= - e -x x 4 +4 · e -x x 3

= e -x · ( - x 4 +4 x 3 )

= ( - x 4 +4 x 3 ) · e -x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 9 ln( 7x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 9 ln( 7x )

f'(x)= 9 7x · 7

= 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x +1 ) · e -3x

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

= e -3x + ( x +1 ) · ( -3 e -3x )

= e -3x -3 ( x +1 ) · e -3x

= e -3x · ( 1 -3x -3 )

= e -3x · ( -3x -2 )

= ( -3x -2 ) · e -3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 83-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 83-te Ableitung:

f(83)(x) = e -x · ( -x +83 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x +1 ) · e -0,1x -8 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x +1 ) · e -0,1x -8

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

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

= -2 e -0,1x +0,2 ( x +1 ) · e -0,1x

= e -0,1x · ( -2 +0,2x +0,2 )

= e -0,1x · ( 0,2x -1,8 )

= ( 0,2x -1,8 ) · e -0,1x