Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -4 -3 e 3x

f'(x)= 0 -3 e 3x · 3

= -9 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e 2x -5

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

= 4 x 3 · e 2x -5 + x 4 · 2 e 2x -5

= 4 x 3 · e 2x -5 +2 x 4 · e 2x -5

= e 2x -5 · ( 2 x 4 +4 x 3 )

= ( 2 x 4 +4 x 3 ) · e 2x -5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e x -5

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

= 3 x 2 · e x -5 + x 3 · e x -5

= e x -5 · ( x 3 +3 x 2 )

= ( x 3 +3 x 2 ) · e x -5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -6 ln( 6x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -6 ln( 6x )

f'(x)= -6 6x · 6

= - 6 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x -1 ) · e -2x

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

= 2 e -2x + ( 2x -1 ) · ( -2 e -2x )

= 2 e -2x -2 ( 2x -1 ) · e -2x

= e -2x · ( 2 -4x +2 )

= e -2x · ( -4x +4 )

= ( -4x +4 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 76-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 76-te Ableitung:

f(76)(x) = - e -x · ( -x +76 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - ( x +7 ) · e -0,6x +9x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ( x +7 ) · e -0,6x +9x

f'(x)= - ( 1 +0 ) · e -0,6x - ( x +7 ) · e -0,6x · ( -0,6 ) +9

= - e -0,6x - ( x +7 ) · ( -0,6 e -0,6x ) +9

= - e -0,6x +0,6 ( x +7 ) · e -0,6x +9

= e -0,6x · ( -1 +0,6x +4,2 ) +9

= 9 + ( 0,6x -1 +4,2 ) · e -0,6x

= 9 + ( 0,6x +3,2 ) · e -0,6x