Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 4 5 e x

f'(x)= 4 5 e x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 - x ) · e -x

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

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

= ( 2x -1 ) · e -x - ( x 2 - x ) · e -x

= e -x · ( - x 2 + x +2x -1 )

= e -x · ( - x 2 +3x -1 )

= ( - x 2 +3x -1 ) · e -x

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - e x 3 -3

f'(x)= - e x 3 -3 · 3 x 2

= -3 · e x 3 -3 x 2

= -3 x 2 e x 3 -3

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( x 3 +5x )

f'(x)= 1 x 3 +5x · ( 3 x 2 +5 )

= 3 x 2 +5 x 3 +5x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( -x +1 ) 4

f'(x)= 12 ( -x +1 ) 3 · ( -1 +0 )

= 12 ( -x +1 ) 3 · ( -1 )

= -12 ( -x +1 ) 3

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 77-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 77-te Ableitung:

f(77)(x) = e -x · ( -x +77 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 ( x -2 ) · e -0,1x +4x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -3 ( x -2 ) · e -0,1x +4x

f'(x)= -3 · ( 1 +0 ) · e -0,1x -3 ( x -2 ) · e -0,1x · ( -0,1 ) +4

= -3 e -0,1x -3 ( x -2 ) · ( -0,1 e -0,1x ) +4

= -3 e -0,1x +0,3 ( x -2 ) · e -0,1x +4

= e -0,1x · ( -3 +0,3x -0,6 ) +4

= 4 + ( 0,3x -3 -0,6 ) · e -0,1x

= 4 + ( 0,3x -3,6 ) · e -0,1x