Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 e -2x

f'(x)= -3 e -2x · ( -2 )

= 6 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -x

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

= 3 x 2 · e -x + x 3 · ( - e -x )

= 3 x 2 · e -x - x 3 · e -x

= e -x · ( - x 3 +3 x 2 )

= ( - x 3 +3 x 2 ) · e -x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -3 e 2 x 3 +5 · 6 x 2

= -18 · e 2 x 3 +5 x 2

= -18 x 2 e 2 x 3 +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 ln( 3x )

f'(x)= -3 3x · 3

= - 3 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 -4 ) · sin( -3x )

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

= 2x · sin( -3x ) + ( x 2 -4 ) · ( -3 cos( -3x ) )

= 2 x · sin( -3x ) -3 ( x 2 -4 ) · cos( -3x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 95-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 95-te Ableitung:

f(95)(x) = e -x · ( -x +95 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - ( x +2 ) · e -0,3x -7x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ( x +2 ) · e -0,3x -7x

f'(x)= - ( 1 +0 ) · e -0,3x - ( x +2 ) · e -0,3x · ( -0,3 ) -7

= - e -0,3x - ( x +2 ) · ( -0,3 e -0,3x ) -7

= - e -0,3x +0,3 ( x +2 ) · e -0,3x -7

= e -0,3x · ( -1 +0,3x +0,6 ) -7

= -7 + ( 0,3x -1 +0,6 ) · e -0,3x

= -7 + ( 0,3x -0,4 ) · e -0,3x