Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 + 7 9 e 2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 1 + 7 9 e 2x

f'(x)= 0 + 7 9 e 2x · 2

= 14 9 e 2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 5 x 5 - x 2 ) · e 3x +3

f'(x)= ( 25 x 4 -2x ) · e 3x +3 + ( 5 x 5 - x 2 ) · e 3x +3 · 3

= ( 25 x 4 -2x ) · e 3x +3 + ( 5 x 5 - x 2 ) · 3 e 3x +3

= ( 25 x 4 -2x ) · e 3x +3 +3 ( 5 x 5 - x 2 ) · e 3x +3

= e 3x +3 · ( 15 x 5 -3 x 2 + ( 25 x 4 -2x ) )

= e 3x +3 · ( 15 x 5 +25 x 4 -3 x 2 -2x )

= ( 15 x 5 +25 x 4 -3 x 2 -2x ) · e 3x +3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -3 e 3 x 3 +4 · 9 x 2

= -27 · e 3 x 3 +4 x 2

= -27 x 2 e 3 x 3 +4

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -5 ln( x )

f'(x)= -5 x · 1

= - 5 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x -3 ) · sin( 3x )

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

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

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

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 91-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 91-te Ableitung:

f(91)(x) = e -x · ( -x +91 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -5 ( x +6 ) · e -0,5x +5 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -5 ( x +6 ) · e -0,5x +5

f'(x)= -5 · ( 1 +0 ) · e -0,5x -5 ( x +6 ) · e -0,5x · ( -0,5 )+0

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

= -5 e -0,5x +2,5 ( x +6 ) · e -0,5x

= e -0,5x · ( -5 +2,5x +15 )

= e -0,5x · ( 2,5x +10 )

= ( 2,5x +10 ) · e -0,5x