Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 0 + e -2x · ( -2 )

= -2 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( x 3 +3 x 2 ) · e -4x +3

f'(x)= ( 3 x 2 +6x ) · e -4x +3 + ( x 3 +3 x 2 ) · e -4x +3 · ( -4 )

= ( 3 x 2 +6x ) · e -4x +3 + ( x 3 +3 x 2 ) · ( -4 e -4x +3 )

= ( 3 x 2 +6x ) · e -4x +3 -4 ( x 3 +3 x 2 ) · e -4x +3

= e -4x +3 · ( -4 x 3 -12 x 2 + ( 3 x 2 +6x ) )

= e -4x +3 · ( -4 x 3 -9 x 2 +6x )

= ( -4 x 3 -9 x 2 +6x ) · e -4x +3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= - e 2 x 3 -3 · 6 x 2

= -6 · e 2 x 3 -3 x 2

= -6 x 2 e 2 x 3 -3

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 - x 2 + x · ( -2x +1 )

= -2x +1 - x 2 + x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x +3 ) · e 2x

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

= 3 e 2x + ( 3x +3 ) · 2 e 2x

= 3 e 2x +2 ( 3x +3 ) · e 2x

= e 2x · ( 3 +6x +6 )

= e 2x · ( 6x +9 )

= ( 6x +9 ) · e 2x

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 85-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 85-te Ableitung:

f(85)(x) = e -x · ( -x +85 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ( x +6 ) · e -0,8x -9 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x +6 ) · e -0,8x -9

f'(x)= -4 · ( 1 +0 ) · e -0,8x -4 ( x +6 ) · e -0,8x · ( -0,8 )+0

= -4 e -0,8x -4 ( x +6 ) · ( -0,8 e -0,8x )

= -4 e -0,8x +3,2 ( x +6 ) · e -0,8x

= e -0,8x · ( -4 +3,2x +19,2 )

= e -0,8x · ( 3,2x +15,2 )

= ( 3,2x +15,2 ) · e -0,8x