Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 4 e -3x

f'(x)= 3 4 e -3x · ( -3 )

= - 9 4 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e -x -3

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

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

= 4 x 3 · e -x -3 - x 4 · e -x -3

= e -x -3 · ( - x 4 +4 x 3 )

= ( - x 4 +4 x 3 ) · e -x -3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 4 x 4 +4 x 2 ) · e -x

f'(x)= ( 16 x 3 +8x ) · e -x + ( 4 x 4 +4 x 2 ) · e -x · ( -1 )

= ( 16 x 3 +8x ) · e -x + ( 4 x 4 +4 x 2 ) · ( - e -x )

= ( 16 x 3 +8x ) · e -x - ( 4 x 4 +4 x 2 ) · e -x

= e -x · ( -4 x 4 -4 x 2 + ( 16 x 3 +8x ) )

= e -x · ( -4 x 4 +16 x 3 -4 x 2 +8x )

= ( -4 x 4 +16 x 3 -4 x 2 +8x ) · e -x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -9 ln( 5x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -9 ln( 5x )

f'(x)= -9 5x · 5

= - 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x · e -3x

= x 1 2 · e -3x

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

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

= 1 2 e -3x x + x · ( -3 e -3x )

= 1 2 e -3x x -3 x · e -3x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 30-te Ableitung der Funktion f(x)= e -0,85x .

Lösung einblenden

Wir leiten f einfach mal ein paar mal ab und unteruschen, ob wir ein System erkennen können.

f(x) = e -0,85x

f'(x) = e -0,85x · ( -0,85 ) = -0,85 e -0,85x

f''(x) = -0,85 e -0,85x · ( -0,85 ) = 0,7225 e -0,85x

f'''(x) = 0,7225 e -0,85x · ( -0,85 ) = -0,6141 e -0,85x

f(4)(x) = -0,6141 e -0,85x · ( -0,85 ) = 0,522 e -0,85x

...

Wir erkennen, dass der Funktionsterm bei jeder Ableitung mit -0,85 multipliziert wird. Bei der 30-ten Ableitung wurde also die Originalfunktion 30 mal mit -0,85 multipliziert, also insgeamt mit ( -0,85 ) 30

Somit gilt für die 30-te Ableitung:

f(30)(x) = ( -0,85 ) 30 · e -0,85x

0,008 e -0,85x

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -5 ( x +3 ) · e -0,2x +3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -5 ( x +3 ) · e -0,2x +3

f'(x)= -5 · ( 1 +0 ) · e -0,2x -5 ( x +3 ) · e -0,2x · ( -0,2 )+0

= -5 e -0,2x -5 ( x +3 ) · ( -0,2 e -0,2x )

= -5 e -0,2x + ( x +3 ) · e -0,2x

= e -0,2x · ( -5 + x +3 )

= e -0,2x · ( x -2 )

= ( x -2 ) · e -0,2x