Aufgabenbeispiele von mit Parameter

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Ableiten mit Parameter (BF)

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit ft(x)= - x 2 · e 2 t x -1 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - x 2 · e 2 t x -1

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

= -2 x · e 2 t x -1 - x 2 · 2 t e 2 t x -1

= -2 x · e 2 t x -1 -2 t x 2 · e 2 t x -1

= e 2 t x -1 · ( -2 t x 2 -2x )

= ( -2 t x 2 -2x ) · e 2 t x -1

= -2 x e 2 t x -1 ( t x +1 )

Ableiten mit Parameter

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -2 x 3 · e - t x

f'(x)= -6 x 2 · e - t x -2 x 3 · e - t x · ( - t )

= -6 x 2 · e - t x -2 x 3 · ( - t e - t x )

= -6 x 2 · e - t x +2 t x 3 · e - t x

= e - t x · ( 2 t x 3 -6 x 2 )

= ( 2 t x 3 -6 x 2 ) · e - t x

gegeb. Tangentensteigung (BF)

Beispiel:

Für welche t ist die Tangente von f mit ft(x)= -4 e t x +2 t -4x im Punkt B(-2|f(-2)) parallel zur Gerade y= -6x -1 ?

Lösung einblenden

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

f(x)= -4 e t x +2 t -4x

f'(x)= -4 e t x +2 t · t -4

= -4 t e t x +2 t -4

In diese Ableitung setzen wir x=-2 ein:

f'(-2)= -4 t e t ( -2 ) +2 t -4 = -4t -4

Damit die Tangente parallel zur Geraden y= -6 x-1 wird, müssen die Steigungen gleich sein,
also f'(-2)= -4t -4 soll gleich -6 sein.

Dazu lösen wir die Gleichung -4t -4 = -6 nach t auf.

-4t -4 = -6 | +4
-4t = -2 |:(-4 )
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)= 2 e t 2 x 2 +2 t 2 x im Punkt B(-2|f(-2)) parallel zur Gerade y= -16x +2 ?
Gib alle Möglichkeiten für t an.

Lösung einblenden

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

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

f'(x)= 2 e t 2 x 2 +2 t 2 x · ( 2 t 2 x +2 t 2 )

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

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

In diese Ableitung setzen wir x=-2 ein:

f'(-2) = 2 · e t 2 ( -2 ) 2 +2 t 2 ( -2 ) · ( 2 t 2 ( -2 ) +2 t 2 ) = 2 · e 0 · ( -4 t 2 +2 t 2 ) = -4 t 2

Damit die Tangente parallel zur Geraden y= -16 x+2 wird, müssen die Steigungen gleich sein,
also f'(-2)= -4 t 2 soll gleich -16 sein.
Dazu lösen wir die Gleichung -4 t 2 = -16 nach t auf.

-4 t 2 = -16 |: ( -4 )
t 2 = 4 | 2
t1 = - 4 = -2
t2 = 4 = 2

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