Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 -3 e -2x · ( -2 )

= 6 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 4 -4x ) · e 3x -2

f'(x)= ( 16 x 3 -4 ) · e 3x -2 + ( 4 x 4 -4x ) · e 3x -2 · 3

= ( 16 x 3 -4 ) · e 3x -2 + ( 4 x 4 -4x ) · 3 e 3x -2

= ( 16 x 3 -4 ) · e 3x -2 +3 ( 4 x 4 -4x ) · e 3x -2

= e 3x -2 · ( 12 x 4 -12x +16 x 3 -4 )

= e 3x -2 · ( 12 x 4 +16 x 3 -12x -4 )

= ( 12 x 4 +16 x 3 -12x -4 ) · e 3x -2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 2 -2 ) · e -2x

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

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

= 8 x · e -2x -2 ( 4 x 2 -2 ) · e -2x

= e -2x · ( -8 x 2 +4 +8x )

= e -2x · ( -8 x 2 +8x +4 )

= ( -8 x 2 +8x +4 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 5x )

f'(x)= 1 5x · 5

= 1 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= cos( -2 x 3 +4 )

f'(x)= - sin( -2 x 3 +4 ) · ( -6 x 2 +0 )

= - sin( -2 x 3 +4 ) · ( -6 x 2 )

= 6 sin( -2 x 3 +4 ) x 2

= 6 x 2 · sin( -2 x 3 +4 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 75-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 75-te Ableitung:

f(75)(x) = e -x · ( -x +75 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ( x +4 ) · e -0,3x -5x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( x +4 ) · e -0,3x -5x

f'(x)= -2 · ( 1 +0 ) · e -0,3x -2 ( x +4 ) · e -0,3x · ( -0,3 ) -5

= -2 e -0,3x -2 ( x +4 ) · ( -0,3 e -0,3x ) -5

= -2 e -0,3x +0,6 ( x +4 ) · e -0,3x -5

= e -0,3x · ( -2 +0,6x +2,4 ) -5

= -5 + ( 0,6x -2 +2,4 ) · e -0,3x

= -5 + ( 0,6x +0,4 ) · e -0,3x