Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -5 + 11 9 e 3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -5 + 11 9 e 3x

f'(x)= 0 + 11 9 e 3x · 3

= 11 3 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e -3x

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

= 4 x 3 · e -3x + x 4 · ( -3 e -3x )

= 4 x 3 · e -3x -3 x 4 · e -3x

= e -3x · ( 4 x 3 -3 x 4 )

= e -3x · ( -3 x 4 +4 x 3 )

= ( -3 x 4 +4 x 3 ) · e -3x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e x · x 5

f'(x)= e x · x 5 + e x · 5 x 4

= e x x 5 +5 · e x x 4

= e x · ( 5 x 4 + x 5 )

= e x · ( x 5 +5 x 4 )

= ( x 5 +5 x 4 ) · e x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 4 x 2 -5x · ( 8x -5 )

= 8x -5 4 x 2 -5x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x ) 3 · cos( 2x -3 )

= x 3 2 · cos( 2x -3 )

=> f'(x) = 3 2 x 1 2 · cos( 2x -3 ) + x 3 2 · ( - sin( 2x -3 ) · ( 2 +0 ) )

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

= 3 2 x · cos( 2x -3 ) + ( x ) 3 · ( - sin( 2x -3 ) · ( 2 ) )

= 3 2 x · cos( 2x -3 ) + ( x ) 3 · ( -2 sin( 2x -3 ) )

= 3 2 x · cos( 2x -3 ) -2 ( x ) 3 · sin( 2x -3 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 87-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 87-te Ableitung:

f(87)(x) = e -x · ( -x +87 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 ( x +1 ) · e -0,2x -6x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ( x +1 ) · e -0,2x -6x

f'(x)= 2 · ( 1 +0 ) · e -0,2x +2 ( x +1 ) · e -0,2x · ( -0,2 ) -6

= 2 e -0,2x +2 ( x +1 ) · ( -0,2 e -0,2x ) -6

= 2 e -0,2x -0,4 ( x +1 ) · e -0,2x -6

= e -0,2x · ( -0,4x -0,4 +2 ) -6

= -6 + ( -0,4x -0,4 +2 ) · e -0,2x

= -6 + ( -0,4x +1,6 ) · e -0,2x