Aufgabenbeispiele von ganzrational

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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 1 2 x 3 + 2 3 x 2 und vereinfache:

Lösung einblenden

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

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

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - x 3 +2

=>f'(x)= -3 x 2 +0

= -3 x 2

f'(3) = -3 3 2 = -39 = -27

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= ( -2 x 3 +1 ) · x 2 .

Lösung einblenden

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

f(x)= ( -2 x 3 +1 ) · x 2

= -2 x 3 · x 2 + 1 · x 2

= -2 x 5 + x 2

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= -10 x 4 +2x

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= -3 x 4 + ( x -2 ) · ( -6x ) 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)= -3 x 4 + ( x -2 ) · ( -6x )

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

f'(x)= -12 x 3 -12x +12

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= 2 t x 4 + t 2 x -5

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 - 5 2 x 2 +7x den Wert 3 hat, also dass f '(x) = 3 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 - 5 2 x 2 +7x

f'(x)= x 2 -5x +7

Diese Ableitung muss ja = 3 sein, also setzen wir x 2 -5x +7 = 3.

x 2 -5x +7 = 3 | -3

x 2 -5x +4 = 0

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

x1,2 = +5 ± ( -5 ) 2 -4 · 1 · 4 21

x1,2 = +5 ± 25 -16 2

x1,2 = +5 ± 9 2

x1 = 5 + 9 2 = 5 +3 2 = 8 2 = 4

x2 = 5 - 9 2 = 5 -3 2 = 2 2 = 1

L={ 1 ; 4 }

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

f '( 1 ) = 1 2 -51 +7 = 3

f '( 4 ) = 4 2 -54 +7 = 3

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 -4x parallel zur Geraden y = -3x +3 ist.

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

Lösung einblenden

Die Gerade y = -3x +3 hat als Steigung m = -3 und als y-Achsenabschnitt c = 3 .

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 = -3 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 3 x 3 -4x

f'(x)= x 2 -4

Diese Ableitung muss ja = -3 sein, also setzen wir x 2 -4 = -3.

x 2 -4 = -3 | +4
x 2 = 1 | 2
x1 = - 1 = -1
x2 = 1 = 1

L={ -1 ; 1 }

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

f '( -1 ) = ( -1 ) 2 -4 = -3

f '( 1 ) = 1 2 -4 = -3

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

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= -7 + 1 2 x · ( x +4 ) parallel zur Geraden y = -2x +3 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) = -7 + 1 2 x · ( x +4 )

= -7 + ( 1 2 x 2 +2x )

= 1 2 x 2 +2x -7

= 1 2 x 2 +2x -7

Die Gerade y = -2x +3 hat als Steigung m = -2 und als y-Achsenabschnitt c = 3 .

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 2 x 2 +2x -7

f'(x)= x +2 +0

= x +2

Diese Ableitung muss ja = -2 sein, also setzen wir x +2 +0 = -2.

x +2 = -2 | -2
x = -4

L={ -4 }

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

f '( -4 ) = -4 +2 +0 = -2

Ableiten an einem Punkt mit Parameter

Beispiel:

Für welches t hat die Steigung der Tangente an den Graph von f mit f(x)= - x 2 + t x im Punkt (2|f(2)) den Wert -7?

Lösung einblenden

f(x)= - x 2 + t x

=>f'(x)= -2x + t

Jetzt setzen wir x = 2 in die Ableitungsfunktion f' ein:

= -22 + t
= -4 + t

Dieser Wert soll ja den Wert -7 besitzen, also gilt:

t -4 = -7 | +4
t = -3