Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 4 + 1 3 e 11 8 x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 4 + 1 3 e 11 8 x

f'(x)= 0 + 1 3 e 11 8 x · 11 8

= 11 24 e 11 8 x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 cos( x ) +2 e x +1

f'(x)= -3 sin( x ) + 2 e x +1 · 1

= -3 sin( x ) +2 e x +1

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2 x 4 - x 2 ) · e 2x

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

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

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

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

= e 2x · ( 4 x 4 +8 x 3 -2 x 2 -2x )

= ( 4 x 4 +8 x 3 -2 x 2 -2x ) · e 2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 2x +1 )

f'(x)= 1 2x +1 · ( 2 +0 )

= 1 2x +1 · ( 2 )

= 2 2x +1

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -7 ) · e -2x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x -7 ) · e -2x

f'(x)= ( 1 +0 ) · e -2x + ( x -7 ) · e -2x · ( -2 )

= e -2x + ( x -7 ) · ( -2 e -2x )

= e -2x -2 ( x -7 ) · e -2x

= e -2x · ( 1 -2x +14 )

= e -2x · ( -2x +15 )

= ( -2x +15 ) · e -2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 92-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 92-te Ableitung:

f(92)(x) = - e -x · ( -x +92 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -5 ( x -2 ) · e -0,6x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -5 ( x -2 ) · e -0,6x -1

f'(x)= -5 · ( 1 +0 ) · e -0,6x -5 ( x -2 ) · e -0,6x · ( -0,6 )+0

= -5 e -0,6x -5 ( x -2 ) · ( -0,6 e -0,6x )

= -5 e -0,6x +3 ( x -2 ) · e -0,6x

= e -0,6x · ( -5 +3x -6 )

= e -0,6x · ( 3x -11 )

= ( 3x -11 ) · e -0,6x