Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e 4 5 x

f'(x)= e 4 5 x · 4 5

= 4 5 e 4 5 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

= - 3 2 x 1 2 +3 e x -2

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

f'(x)= - 3 4 x + 3 e x -2 · 1

= - 3 4 x +3 e x -2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 2 +3x ) · e -2x

f'(x)= ( 8x +3 ) · e -2x + ( 4 x 2 +3x ) · e -2x · ( -2 )

= ( 8x +3 ) · e -2x + ( 4 x 2 +3x ) · ( -2 e -2x )

= ( 8x +3 ) · e -2x -2 ( 4 x 2 +3x ) · e -2x

= e -2x · ( -8 x 2 -6x +8x +3 )

= e -2x · ( -8 x 2 +2x +3 )

= ( -8 x 2 +2x +3 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 2 x 3 +3x )

f'(x)= 1 2 x 3 +3x · ( 6 x 2 +3 )

= 6 x 2 +3 2 x 3 +3x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2⋅ cos( x 3 -2 )

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

= 2⋅ sin( x 3 -2 ) · ( 3 x 2 )

= 6 sin( x 3 -2 ) x 2

= 6 x 2 · sin( x 3 -2 )

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 80-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 80-te Ableitung:

f(80)(x) = - e -x · ( -x +80 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 ( x +1 ) · e -0,1x +2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ( x +1 ) · e -0,1x +2x

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

= 2 e -0,1x +2 ( x +1 ) · ( -0,1 e -0,1x ) +2

= 2 e -0,1x -0,2 ( x +1 ) · e -0,1x +2

= e -0,1x · ( 2 -0,2x -0,2 ) +2

= 2 + ( -0,2x +2 -0,2 ) · e -0,1x

= 2 + ( -0,2x +1,8 ) · e -0,1x