Aufgabenbeispiele von mit Parameter

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Ableiten mit Parameter (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3 x 3 · e -x -2 t

f'(x)= -9 x 2 · e -x -2 t -3 x 3 · e -x -2 t · ( -1 )

= -9 x 2 · e -x -2 t -3 x 3 · ( - e -x -2 t )

= -9 x 2 · e -x -2 t +3 x 3 · e -x -2 t

= e -x -2 t · ( -9 x 2 +3 x 3 )

= e -x -2 t · ( 3 x 3 -9 x 2 )

= ( 3 x 3 -9 x 2 ) · e -x -2 t

= -3 x 2 e -( x +2 t ) ( -x +3 )

Ableiten mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -3x · e 3 t x

f'(x)= -3 · e 3 t x -3x · e 3 t x · 3 t

= -3 e 3 t x -3x · 3 t e 3 t x

= -3 e 3 t x -9 t x · e 3 t x

= e 3 t x · ( -9 t x -3 )

= ( -9 t x -3 ) · e 3 t x

gegeb. Tangentensteigung (BF)

Beispiel:

Für welches t hat der Graph von f mit ft(x)= ( -x -1 ) · e 2 t x an der Stelle x = 0 eine waagrechte Tangente

Lösung einblenden

Um die Tangentensteigung zu bestimmen, leiten wir die Funktion erst einmal ab:

f(x)= ( -x -1 ) · e 2 t x

f'(x)= ( -1 +0 ) · e 2 t x + ( -x -1 ) · e 2 t x · 2 t

= - e 2 t x + ( -x -1 ) · 2 t e 2 t x

= - e 2 t x +2 t ( -x -1 ) · e 2 t x

= e 2 t x · ( -2 t x -2 t -1 )

= e 2 t x · ( -2 t x + ( -2t -1 ) )

= ( -2 t x + ( -2t -1 ) ) · e 2 t x

In diese Ableitung setzen wir x=0 ein:

f'(0)= - e 2 t 0 +2 t · ( -0 -1 ) · e 2 t 0 = -2t -1

Damit der Graph eine waagrechte Tangente hat, muss die Steigung gleich 0 sein,
also f'(0)= -2t -1 soll gleich 0 sein.

Dazu lösen wir die Gleichung -2t -1 = 0 nach t auf.

-2t -1 = 0 | +1
-2t = 1 |:(-2 )
t = - 1 2 = -0.5

Für t= - 1 2 ist also die Tangente parallel zu der gegebenen Gerade.

t-Wert bestimmen, dass f'(x0)=y0

Beispiel:

Für welche t ist die Tangente von f mit ft(x)= e t 2 x + t 2 im Punkt B(-1|f(-1)) parallel zur Gerade y= x -3 ?
Gib alle Möglichkeiten für t an.

Lösung einblenden

Um die Tangentensteigung zu bestimmen, leiten wir die Funktion erst einmal ab:

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

f'(x)= e t 2 x + t 2 · t 2

= t 2 e t 2 x + t 2

In diese Ableitung setzen wir x=-1 ein:

f'(-1) = t 2 e t 2 ( -1 ) + t 2 = t 2 e - t 2 + t 2 = t 2

Damit die Tangente parallel zur Geraden y= 1 x-3 wird, müssen die Steigungen gleich sein,
also f'(-1)= t 2 soll gleich 1 sein.
Dazu lösen wir die Gleichung t 2 = 1 nach t auf.

t 2 = 1 | 2
t1 = - 1 = -1
t2 = 1 = 1

Für t= -1 und t= 1 ist also die Tangente parallel zu der gegebenen Gerade.