Aufgabenbeispiele von ganzrational

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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - 1 5 x 5 -2 x 2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - 1 5 x 5 -2 x 2

f'(x)= - x 4 -4x

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 x 5 -4 x 2 und gib die Steigung von f an der Stelle x=2 an:

Lösung einblenden

f(x)= -3 x 5 -4 x 2

=>f'(x)= -15 x 4 -8x

f'(2) = -15 2 4 -82 = -1516 -16 = -240 -16 = -256

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= 3 x 4 -4x x .

Lösung einblenden

Zuerst formen wir den Funktionsterm so um, dass man ihn leicht ableiten kann:

f(x)= 3 x 4 -4x x

= 3 x 4 x + -4x x

= 3 x 3 -4

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= 9 x 2

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -6 x 4 + ( x +1 ) · ( - x 3 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

Als erstes sollten wir den Term mal vereinfachen, damit er sich danach viel einfacher ableiten lässt.
Dazu multiplizieren wir als erstes das Produkt aus:

f(x)= -6 x 4 + ( x +1 ) · ( - x 3 )

= -6 x 4 + ( - x 4 - x 3 )

= -7 x 4 - x 3

f'(x)= -28 x 3 -3 x 2

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 2 15 t x 5 - 1 3 t 2 x 2 -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 2 15 t x 5 - 1 3 t 2 x 2 -1

f'(x)= 2 3 t x 4 - 2 3 t 2 x +0

= 2 3 t x 4 - 2 3 t 2 x

Stelle mit f'(x)=c finden (algebr.)

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Ableitung der Funktion f mit f(x)= 1 3 x 3 - 1 2 x 2 -14x den Wert -2 hat, also dass f '(x) = -2 gilt.

Falls mehrere Lösungen existieren, diese bitte mit Semikolon (;) trennen.

Lösung einblenden

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 3 x 3 - 1 2 x 2 -14x

f'(x)= x 2 - x -14

Diese Ableitung muss ja = -2 sein, also setzen wir x 2 - x -14 = -2.

x 2 - x -14 = -2 | +2

x 2 - x -12 = 0

eingesetzt in die Mitternachtsformel (a-b-c-Formel):

x1,2 = +1 ± ( -1 ) 2 -4 · 1 · ( -12 ) 21

x1,2 = +1 ± 1 +48 2

x1,2 = +1 ± 49 2

x1 = 1 + 49 2 = 1 +7 2 = 8 2 = 4

x2 = 1 - 49 2 = 1 -7 2 = -6 2 = -3

L={ -3 ; 4 }

Zur Probe, ob wir uns verrechnet haben, können wir die Lösung(en) jetzt in die Ableitung einsetzen:

f '( -3 ) = ( -3 ) 2 - ( -3 ) -14 = -2

f '( 4 ) = 4 2 - 4 -14 = -2

Stelle mit gleichem m wie best. Gerade

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= 1 3 x 3 -2x parallel zur Geraden y = 2x -2 ist.

Falls mehrere Lösungen existieren, diese bitte mit Semikolon (;) trennen.

Lösung einblenden

Die Gerade y = 2x -2 hat als Steigung m = 2 und als y-Achsenabschnitt c = -2 .

Wenn nun an einer Stelle x die Tangente an den Graph von f parallel zur gegebenen Geraden sein soll, müssen ihre Steigungen gleich sein.
Es muss also f '(x) = m = 2 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 3 x 3 -2x

f'(x)= x 2 -2

Diese Ableitung muss ja = 2 sein, also setzen wir x 2 -2 = 2.

x 2 -2 = 2 | +2
x 2 = 4 | 2
x1 = - 4 = -2
x2 = 4 = 2

L={ -2 ; 2 }

Zur Probe, ob wir uns verrechnet haben, können wir die Lösung(en) jetzt in die Ableitung einsetzen:

f '( -2 ) = ( -2 ) 2 -2 = 2

f '( 2 ) = 2 2 -2 = 2

Stelle mit f'(x)=c finden (komplexer)

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= -3 + 1 2 · ( 2( 1 2 x 2 +3 ) ) parallel zur Geraden y = x +4 ist.

Falls mehrere Lösungen existieren, diese bitte mit Semikolon (;) trennen.

Lösung einblenden

Um die Funktion später einfach ableiten zu können, sollten wir sie erstmal vereinfachen:

f(x) = -3 + 1 2 · ( 2( 1 2 x 2 +3 ) )

= -3 + 1 2 x 2 +3

= 1 2 x 2 -3 +3

= 1 2 x 2 +0

Die Gerade y = x +4 hat als Steigung m = 1 und als y-Achsenabschnitt c = 4 .

Wenn nun an einer Stelle x die Tangente an den Graph von f parallel zur gegebenen Geraden sein soll, müssen ihre Steigungen gleich sein.
Es muss also f '(x) = m = 1 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 2 x 2 +0

f'(x)= x +0

= x

Diese Ableitung muss ja = 1 sein, also setzen wir x +0 = 1.

x = 1

L={ 1 }

Zur Probe, ob wir uns verrechnet haben, können wir die Lösung(en) jetzt in die Ableitung einsetzen:

f '( 1 ) = 1 +0 = 1

Ableiten an einem Punkt mit Parameter

Beispiel:

Für welches t hat die Steigung der Tangente an den Graph von f mit f(x)= -2 x 2 + t x im Punkt (1|f(1)) den Wert -6?

Lösung einblenden

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

=>f'(x)= -4x + t

Jetzt setzen wir x = 1 in die Ableitungsfunktion f' ein:

= -41 + t
= -4 + t

Dieser Wert soll ja den Wert -6 besitzen, also gilt:

t -4 = -6 | +4
t = -2