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Ableiten (ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= 5 x 3 - x 2

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

Ableiten an einem Punkt (nur ganzrational)

Beispiel:

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

Lösung einblenden

f(x)= - x 2 +3x

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

f'(2) = -22 +3 = -4 +3 = -1

Ableiten nach Umformung

Beispiel:

Forme zuerst um. Berechne dann die Ableitung von f mit f(x)= ( -3 x 4 +3 ) · x 2 .

Lösung einblenden

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

f(x)= ( -3 x 4 +3 ) · x 2

= -3 x 4 · x 2 + 3 · x 2

= -3 x 6 +3 x 2

Jetzt wird abgeleitet:

f'(x)= -18 x 5 +6x

Ableiten mit vorher vereinfachen

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= ( x -7 ) · ( -6 x 3 ) +4 -6 x 3 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 -7 ) · ( -6 x 3 ) +4 -6 x 3

= -6 x 4 +42 x 3 +4 -6 x 3

= -6 x 4 +42 x 3 -6 x 3 +4

= -6 x 4 +36 x 3 +4

f'(x)= -24 x 3 +108 x 2

Ableiten ganzrational mit Parameter

Beispiel:

Berechne die Ableitung von f mit f(x)= - 1 12 t 2 x 4 +4x -4 t 2 und vereinfache:

Lösung einblenden

f(x)= - 1 12 t 2 x 4 +4x -4 t 2

f'(x)= - 1 3 t 2 x 3 +4 +0

= - 1 3 t 2 x 3 +4

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 -3x 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 -3x

f'(x)= x -3

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

x -3 = -2 | +3
x = 1

L={ 1 }

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

f '( 1 ) = 1 -3 = -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 2 x 2 -3x parallel zur Geraden y = -2x -4 ist.

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

Lösung einblenden

Die Gerade y = -2x -4 hat als Steigung m = -2 und als y-Achsenabschnitt c = -4 .

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 -3x

f'(x)= x -3

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

x -3 = -2 | +3
x = 1

L={ 1 }

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

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

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 6 x 2 · ( 2x -9 ) + x -7( x +4 ) parallel zur Geraden y = -2x +2 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 6 x 2 · ( 2x -9 ) + x -7( x +4 )

= 1 3 x 3 - 3 2 x 2 + x -7x -28

= 1 3 x 3 - 3 2 x 2 -6x -28

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

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 3 x 3 - 3 2 x 2 -6x -28

f'(x)= x 2 -3x -6 +0

= x 2 -3x -6

Diese Ableitung muss ja = -2 sein, also setzen wir x 2 -3x -6 +0 = -2.

x 2 -3x -6 = -2 | +2

x 2 -3x -4 = 0

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

x1,2 = +3 ± ( -3 ) 2 -4 · 1 · ( -4 ) 21

x1,2 = +3 ± 9 +16 2

x1,2 = +3 ± 25 2

x1 = 3 + 25 2 = 3 +5 2 = 8 2 = 4

x2 = 3 - 25 2 = 3 -5 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 -3( -1 ) -6 +0 = -2

f '( 4 ) = 4 2 -34 -6 +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)= 3 x 5 + t x 3 im Punkt (2|f(2)) den Wert 264?

Lösung einblenden

f(x)= 3 x 5 + t x 3

=>f'(x)= 15 x 4 +3 t x 2

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

= 15 2 4 +3 t 2 2
= 240 +12 t

Dieser Wert soll ja den Wert 264 besitzen, also gilt:

12t +240 = 264 | -240
12t = 24 |:12
t = 2