Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 -2 e -x

f'(x)= 0 -2 e -x · ( -1 )

= 2 e -x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -5 x 2 -5 ) · e 3x

f'(x)= ( -10x +0 ) · e 3x + ( -5 x 2 -5 ) · e 3x · 3

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

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

= e 3x · ( -15 x 2 -15 -10x )

= e 3x · ( -15 x 2 -10x -15 )

= ( -15 x 2 -10x -15 ) · e 3x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -2 e - x 2 +5 · ( -2x )

= 4 · e - x 2 +5 x

= 4 x e - x 2 +5

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -9 ln( 6x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -9 ln( 6x )

f'(x)= -9 6x · 6

= - 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x 2 -9 ) · e 2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 -9 ) · e 2x

f'(x)= ( 2x +0 ) · e 2x + ( x 2 -9 ) · e 2x · 2

= 2x · e 2x + ( x 2 -9 ) · 2 e 2x

= 2 x · e 2x +2 ( x 2 -9 ) · e 2x

= e 2x · ( 2 x 2 -18 +2x )

= e 2x · ( 2 x 2 +2x -18 )

= ( 2 x 2 +2x -18 ) · 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 +1 ) · e -0,3x +3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +1 ) · e -0,3x +3x

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

= e -0,3x + ( x +1 ) · ( -0,3 e -0,3x ) +3

= e -0,3x -0,3 ( x +1 ) · e -0,3x +3

= e -0,3x · ( 1 -0,3x -0,3 ) +3

= 3 + ( -0,3x +1 -0,3 ) · e -0,3x

= 3 + ( -0,3x +0,7 ) · e -0,3x