Aufgabenbeispiele von ganzrational

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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -4 x 3 -4

f'(x)= -12 x 2 +0

= -12 x 2

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - x 2 -2

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

= -2x

f'(4) = -2⋅4 = -8

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= ( -5 x 2 -2x ) · x .

Lösung einblenden

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

f(x)= ( -5 x 2 -2x ) · x

= -5 x 2 · x -2x · x

= -5 x 3 -2 x 2

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= -15 x 2 -4x

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -4 ) · ( -6 x 3 ) + x 5 -8 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)= ( x -4 ) · ( -6 x 3 ) + x 5 -8

= -6 x 4 +24 x 3 + x 5 -8

= x 5 -6 x 4 +24 x 3 -8

f'(x)= 5 x 4 -24 x 3 +72 x 2

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

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

f'(x)= -25 t x 4 -15 x 2 -2x

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

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Ableitung der Funktion f mit f(x)= 1 2 x 2 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 2 x 2

f'(x)= x

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

x = 2

L={ 2 }

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

f '( 2 ) = 2 = 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 -3 x 2 +8x parallel zur Geraden y = -3 ist.

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

Lösung einblenden

Die Gerade y = -3 hat als Steigung m = 0 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 = 0 gelten.

Zuerst leiten wir mal f(x) ab:

f(x)= 1 3 x 3 -3 x 2 +8x

f'(x)= x 2 -6x +8

Diese Ableitung muss ja = 0 sein, also setzen wir x 2 -6x +8 = 0.

x 2 -6x +8 = 0

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

x1,2 = +6 ± ( -6 ) 2 -4 · 1 · 8 2⋅1

x1,2 = +6 ± 36 -32 2

x1,2 = +6 ± 4 2

x1 = 6 + 4 2 = 6 +2 2 = 8 2 = 4

x2 = 6 - 4 2 = 6 -2 2 = 4 2 = 2

L={ 2 ; 4 }

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

f '( 2 ) = 2 2 -6⋅2 +8 = 0

f '( 4 ) = 4 2 -6⋅4 +8 = 0

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

Beispiel:

Bestimme alle Stellen, an denen die Tangente an den Graph der Funktion f mit f(x)= 1 2 x · ( x -10 ) +4 parallel zur Geraden y = -3x -5 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) = 1 2 x · ( x -10 ) +4

= 1 2 x 2 -5x +4

Die Gerade y = -3x -5 hat als Steigung m = -3 und als y-Achsenabschnitt c = -5 .

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 2 x 2 -5x +4

f'(x)= x -5 +0

= x -5

Diese Ableitung muss ja = -3 sein, also setzen wir x -5 +0 = -3.

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

L={ 2 }

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

f '( 2 ) = 2 -5 +0 = -3

Ableiten an einem Punkt mit Parameter

Beispiel:

Für welches t hat die Steigung der Tangente an den Graph von f mit f(x)= t x 5 -5 x 4 im Punkt (1|f(1)) den Wert -30?

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f(x)= t x 5 -5 x 4

=>f'(x)= 5 t x 4 -20 x 3

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

= 5 t ⋅ 1 4 -20⋅ 1 3
= 5 t -20

Dieser Wert soll ja den Wert -30 besitzen, also gilt:

5t -20 = -30 | +20
5t = -10 |:5
t = -2