Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 2 e -x

f'(x)= 2 e -x · ( -1 )

= -2 e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 4 x 3 -5x ) · e 4x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 3 -5x ) · e 4x -1

f'(x)= ( 12 x 2 -5 ) · e 4x -1 + ( 4 x 3 -5x ) · e 4x -1 · 4

= ( 12 x 2 -5 ) · e 4x -1 + ( 4 x 3 -5x ) · 4 e 4x -1

= ( 12 x 2 -5 ) · e 4x -1 +4 ( 4 x 3 -5x ) · e 4x -1

= e 4x -1 · ( 16 x 3 -20x +12 x 2 -5 )

= e 4x -1 · ( 16 x 3 +12 x 2 -20x -5 )

= ( 16 x 3 +12 x 2 -20x -5 ) · e 4x -1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e -x · ( -5 x 2 -3x )

f'(x)= e -x · ( -1 ) · ( -5 x 2 -3x ) + e -x · ( -10x -3 )

= - e -x ( -5 x 2 -3x ) + e -x ( -10x -3 )

= e -x · ( 5 x 2 +3x -10x -3 )

= e -x · ( 5 x 2 -7x -3 )

= ( 5 x 2 -7x -3 ) · e -x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -2 ln( 6x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -2 ln( 6x )

f'(x)= -2 6x · 6

= - 2 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 ( sin( x ) -2 ) 2

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

= -4( sin( x ) -2 ) · ( cos( x ) )

= -4 ( sin( x ) -2 ) · cos( x )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 88-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 88-te Ableitung:

f(88)(x) = - e -x · ( -x +88 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 ( x -4 ) · e -0,8x -7x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 ( x -4 ) · e -0,8x -7x

f'(x)= 4 · ( 1 +0 ) · e -0,8x +4 ( x -4 ) · e -0,8x · ( -0,8 ) -7

= 4 e -0,8x +4 ( x -4 ) · ( -0,8 e -0,8x ) -7

= 4 e -0,8x -3,2 ( x -4 ) · e -0,8x -7

= e -0,8x · ( 4 -3,2x +12,8 ) -7

= -7 + ( -3,2x +4 +12,8 ) · e -0,8x

= -7 + ( -3,2x +16,8 ) · e -0,8x