Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= e 3x

f'(x)= e 3x · 3

= 3 e 3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 5 · e 5x -2

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

= 5 x 4 · e 5x -2 + x 5 · 5 e 5x -2

= 5 x 4 · e 5x -2 +5 x 5 · e 5x -2

= e 5x -2 · ( 5 x 5 +5 x 4 )

= ( 5 x 5 +5 x 4 ) · e 5x -2

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( -2 x 3 -2 x 2 ) · e 3x

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

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

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

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

= e 3x · ( -6 x 3 -12 x 2 -4x )

= ( -6 x 3 -12 x 2 -4x ) · e 3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ln( 3 x 2 +4 )

f'(x)= 1 3 x 2 +4 · ( 6x +0 )

= 1 3 x 2 +4 · ( 6x )

= 6 x 3 x 2 +4

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 3x -2 ) · e -3x

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

= 3 e -3x + ( 3x -2 ) · ( -3 e -3x )

= 3 e -3x -3 ( 3x -2 ) · e -3x

= e -3x · ( 3 -9x +6 )

= e -3x · ( -9x +9 )

= ( -9x +9 ) · e -3x

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)= 3 ( x -4 ) · e -0,6x - x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 3 ( x -4 ) · e -0,6x - x

f'(x)= 3 · ( 1 +0 ) · e -0,6x +3 ( x -4 ) · e -0,6x · ( -0,6 ) -1

= 3 e -0,6x +3 ( x -4 ) · ( -0,6 e -0,6x ) -1

= 3 e -0,6x -1,8 ( x -4 ) · e -0,6x -1

= e -0,6x · ( 3 -1,8x +7,2 ) -1

= -1 + ( -1,8x +3 +7,2 ) · e -0,6x

= -1 + ( -1,8x +10,2 ) · e -0,6x