Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 - e 1 2 x · 1 2

= - 1 2 e 1 2 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x 2 +2 ) · e -5x +5

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

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

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

= e -5x +5 · ( -5 x 2 -10 +2x )

= e -5x +5 · ( -5 x 2 +2x -10 )

= ( -5 x 2 +2x -10 ) · e -5x +5

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -3 x 5 - x 2 ) · e -2x

f'(x)= ( -15 x 4 -2x ) · e -2x + ( -3 x 5 - x 2 ) · e -2x · ( -2 )

= ( -15 x 4 -2x ) · e -2x + ( -3 x 5 - x 2 ) · ( -2 e -2x )

= ( -15 x 4 -2x ) · e -2x -2 ( -3 x 5 - x 2 ) · e -2x

= e -2x · ( 6 x 5 +2 x 2 + ( -15 x 4 -2x ) )

= e -2x · ( 6 x 5 -15 x 4 +2 x 2 -2x )

= ( 6 x 5 -15 x 4 +2 x 2 -2x ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 ln( 4x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 ln( 4x )

f'(x)= 2 4x · 4

= 2 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x +1 ) · e 3x

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

= 2 e 3x + ( 2x +1 ) · 3 e 3x

= 2 e 3x +3 ( 2x +1 ) · e 3x

= e 3x · ( 2 +6x +3 )

= e 3x · ( 6x +5 )

= ( 6x +5 ) · e 3x

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)= - ( x -4 ) · e -0,8x +3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - ( x -4 ) · e -0,8x +3x

f'(x)= - ( 1 +0 ) · e -0,8x - ( x -4 ) · e -0,8x · ( -0,8 ) +3

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

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

= e -0,8x · ( -1 +0,8x -3,2 ) +3

= 3 + ( 0,8x -1 -3,2 ) · e -0,8x

= 3 + ( 0,8x -4,2 ) · e -0,8x