Aufgabenbeispiele von mit e-Funktionen

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e-Funktionen einfach

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= -5 + e -3x

f'(x)= 0 + e -3x · ( -3 )

= -3 e -3x

Ableiten e-Funktionen (BF)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= x 3 · e -4x -4

f'(x)= 3 x 2 · e -4x -4 + x 3 · e -4x -4 · ( -4 )

= 3 x 2 · e -4x -4 + x 3 · ( -4 e -4x -4 )

= 3 x 2 · e -4x -4 -4 x 3 · e -4x -4

= e -4x -4 · ( 3 x 2 -4 x 3 )

= e -4x -4 · ( -4 x 3 +3 x 2 )

= ( -4 x 3 +3 x 2 ) · e -4x -4

e-Funktionen ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 5 x 4 +5x ) · e -3x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 5 x 4 +5x ) · e -3x

f'(x)= ( 20 x 3 +5 ) · e -3x + ( 5 x 4 +5x ) · e -3x · ( -3 )

= ( 20 x 3 +5 ) · e -3x + ( 5 x 4 +5x ) · ( -3 e -3x )

= ( 20 x 3 +5 ) · e -3x -3 ( 5 x 4 +5x ) · e -3x

= e -3x · ( 20 x 3 +5 + ( -15 x 4 -15x ) )

= e -3x · ( -15 x 4 +20 x 3 -15x +5 )

= ( -15 x 4 +20 x 3 -15x +5 ) · e -3x

Ableiten ln-Funktion

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= 9 ln( 4x ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= 9 ln( 4x )

f'(x)= 9 4x · 4

= 9 x

Ableiten (mit allem) LF

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( 2x +8 ) · sin( x 3 ) und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( 2x +8 ) · sin( x 3 )

f'(x)= ( 2 +0 ) · sin( x 3 ) + ( 2x +8 ) · cos( x 3 ) · 3 x 2

= 2 sin( x 3 ) + ( 2x +8 ) · 3 cos( x 3 ) x 2

= 2 sin( x 3 ) +3 ( 2x +8 ) cos( x 3 ) x 2

Höhere Ableitungen e-Funkt'n

Beispiel:

Bestimme die 72-te Ableitung der Funktion f(x)= 4 e 0,95x .

Lösung einblenden

Wir leiten f einfach mal ein paar mal ab und unteruschen, ob wir ein System erkennen können.

f(x) = 4 e 0,95x

f'(x) = 4 e 0,95x · 0,95 = 3,8 e 0,95x

f''(x) = 3,8 e 0,95x · 0,95 = 3,61 e 0,95x

f'''(x) = 3,61 e 0,95x · 0,95 = 3,4295 e 0,95x

f(4)(x) = 3,4295 e 0,95x · 0,95 = 3,258 e 0,95x

...

Wir erkennen, dass der Funktionsterm bei jeder Ableitung mit 0,95 multipliziert wird. Bei der 72-ten Ableitung wurde also die Originalfunktion 72 mal mit 0,95 multipliziert, also insgeamt mit 0,95 72

Somit gilt für die 72-te Ableitung:

f(72)(x) = 0,95 72 · 4 e 0,95x

= 0,1 e 0,95x

typischen Anwendungsterm ableiten

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x +1 ) · e -0,6x +7x und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= ( x +1 ) · e -0,6x +7x

f'(x)= ( 1 +0 ) · e -0,6x + ( x +1 ) · e -0,6x · ( -0,6 ) +7

= e -0,6x + ( x +1 ) · ( -0,6 e -0,6x ) +7

= e -0,6x -0,6 ( x +1 ) · e -0,6x +7

= e -0,6x · ( -0,6x -0,6 +1 ) +7

= 7 + ( -0,6x -0,6 +1 ) · e -0,6x

= 7 + ( -0,6x +0,4 ) · e -0,6x