Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 3 e -2x

f'(x)= 3 e -2x · ( -2 )

= -6 e -2x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( -4 x 5 +2 x 4 ) · e -3x +3 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( -4 x 5 +2 x 4 ) · e -3x +3

f'(x)= ( -20 x 4 +8 x 3 ) · e -3x +3 + ( -4 x 5 +2 x 4 ) · e -3x +3 · ( -3 )

= ( -20 x 4 +8 x 3 ) · e -3x +3 + ( -4 x 5 +2 x 4 ) · ( -3 e -3x +3 )

= ( -20 x 4 +8 x 3 ) · e -3x +3 -3 ( -4 x 5 +2 x 4 ) · e -3x +3

= e -3x +3 · ( 12 x 5 -6 x 4 + ( -20 x 4 +8 x 3 ) )

= e -3x +3 · ( 12 x 5 -26 x 4 +8 x 3 )

= ( 12 x 5 -26 x 4 +8 x 3 ) · e -3x +3

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 4 · e -2x

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

= 4 x 3 · e -2x + x 4 · ( -2 e -2x )

= 4 x 3 · e -2x -2 x 4 · e -2x

= e -2x · ( -2 x 4 +4 x 3 )

= ( -2 x 4 +4 x 3 ) · e -2x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 1 4x +3 · ( 4 +0 )

= 1 4x +3 · ( 4 )

= 4 4x +3

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x -5 ) 3

f'(x)= 3 ( 2x -5 ) 2 · ( 2 +0 )

= 3 ( 2x -5 ) 2 · ( 2 )

= 6 ( 2x -5 ) 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 90-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 90-te Ableitung:

f(90)(x) = - e -x · ( -x +90 )

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -4 ( x +3 ) · e -0,8x -5x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= -4 ( x +3 ) · e -0,8x -5x

f'(x)= -4 · ( 1 +0 ) · e -0,8x -4 ( x +3 ) · e -0,8x · ( -0,8 ) -5

= -4 e -0,8x -4 ( x +3 ) · ( -0,8 e -0,8x ) -5

= -4 e -0,8x +3,2 ( x +3 ) · e -0,8x -5

= e -0,8x · ( -4 +3,2x +9,6 ) -5

= -5 + ( 3,2x -4 +9,6 ) · e -0,8x

= -5 + ( 3,2x +5,6 ) · e -0,8x