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Forum "Exp- und Log-Funktionen" - Ableitungen mit der Zahl e
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Ableitungen mit der Zahl e: Frage (für Interessierte)
Status: (Frage) für Interessierte Status 
Datum: 16:49 Sa 11.03.2006
Autor: Anna_M

Aufgabe 1
f(x)= 2*(x-1/2*ln(x))
f`(x)= ?
f``(x)= ?
F(x) = ?

Aufgabe 2
f(x)= [mm] 2/e^x [/mm]   (^x - hoch x)
f`(x)= ?
f``(x)= ?

Aufgabe 3
f(x)= ln(4+x)
f`(x)= 1/(4+x)
f``(x)= ?

Aufgabe 4
f(x)= [mm] ln(x)/x^3 [/mm]
f`(x)= ?
f``(x)= ?
F(x) = ?

Aufgabe 5
f(x)= [mm] e^{x^2-1} [/mm]    -   e hoch x-Quadrat - 1
f´(x) = ?
f``(x)= ?

Aufgabe 6
f(x)= (1+x) / x
F(x) = (1/x) + 1
Lösungsweg ?

Die Aufgaben stehen oben.
Ich bitte um Lösungswege und Lösungen.

        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Frage (für Interessierte)
Status: (Frage) für Interessierte Status 
Datum: 17:01 Sa 11.03.2006
Autor: Anna_M

Aufgabe
Gesucht sind wieder die ersten beiden Ableitungen und die Stammfunktionen:
f(x)= 2x * ln(x)
f(x)= x * [mm] ln\wurzel{x} [/mm]
f(x)= [mm] \bruch{ln(x)}{x^3} [/mm]
f(x)= ln [mm] (\bruch{1}{(x^(2) - 1} [/mm]

Mit F(x) ist die Stammfunktion gemeint.

Bezug
                
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Eigener Lösungsansatz zu 1)
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 17:10 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

f(x)= 2x * ln(x)
f´(x)= 2*ln(x) + 2x [mm] *\bruch{1}{x} [/mm]  -  stimmt das so?
      
Wäre es möglich jetzt 2 * ln(x) oder ln(x) oder wenn dies mehr Sinn macht eines der anderen Faktoren bzw. Summanden auf die andere Seite zu bringen und zu logarithmieren, bzw. alles direkt zu logarithmieren, oder geht das nicht?

Wie kann man ansonsten fortfahren? Man muss doch ln(x) irgendwie "aufheben" oder?

Vielen Dank im voraus für eure Hilfe. :)

Bezug
        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Frage (für Interessierte)
Status: (Frage) für Interessierte Status 
Datum: 18:17 Sa 11.03.2006
Autor: Anna_M

[]http://mo.mathematik.uni-stuttgart.de/inhalt/aufgabe/aufgabe119/
[]http://mo.mathematik.uni-stuttgart.de/inhalt/aufgabe/aufgabe122/   (!!!)
[]http://mo.mathematik.uni-stuttgart.de/inhalt/aufgabe/aufgabe405/
[]http://mo.mathematik.uni-stuttgart.de/inhalt/aufgabe/aufgabe501/
[]http://mo.mathematik.uni-stuttgart.de/inhalt/aufgabe/aufgabe502/

Bezug
        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Eigener Lösungsansatz zu 2)
Status: (Frage) reagiert/warte auf Reaktion Status 
Datum: 16:41 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

1) wird momentan in einer anderen Diskussion geklärt

2) f(x)= [mm] 2/e^x [/mm]
f´(x)= -2 * [mm] e^{-x} [/mm]   (Lösung aus dem Buch)

ich hatte das aber folgendermaßen gelöst:
f´(x)= [mm] \bruch{e^{x} - 2e{x}}{e^{2x}} [/mm] = [mm] \bruch{e^{x}*(1-2)}{e^{2x}} [/mm] = [mm] \bruch{-1}{e^{x}} [/mm]

Kann mir jemand vielleicht den Fehler nennen, den ich hier gemacht habe?

Danke im voraus für eure Hilfe.

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Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:12 So 12.03.2006
Autor: Bastiane

Hallo Anna!

> 2) f(x)= [mm]2/e^x[/mm]
>  f´(x)= -2 * [mm]e^{-x}[/mm]   (Lösung aus dem Buch)
>  
> ich hatte das aber folgendermaßen gelöst:
>  f´(x)= [mm]\bruch{e^{x} - 2e{x}}{e^{2x}}[/mm] =
> [mm]\bruch{e^{x}*(1-2)}{e^{2x}}[/mm] = [mm]\bruch{-1}{e^{x}}[/mm]

Ich habe keine Ahnung, was du hier überhaupt gemacht hast. Du kannst die Ableitung entweder mit der MBQuotientenregel berechnen, wobei natürlich die Ableitung einer Konstanten (hier die 2) gleich Null ist, oder du formst du Funktion um zu:

[mm] f(x)=2*e^{-x} [/mm]

und benutzt dann die MBProduktregel. Da kommt genau das Gleiche raus (natürlich!).

Viele Grüße
Bastiane
[cap]


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Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:19 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

Vielen Dank für deine schnelle Antwort. :)

f´(x)= [mm]\bruch{e^{x} - 2e[red]^{x}[/red]}{e^{2x}}[/mm] =

> [mm]\bruch{e^{x}*(1-2)}{e^{2x}}[/mm] = [mm]\bruch{-1}{e^{x}}[/mm]

der mit rot gekennzeichnete Text war zuvor ein Tippfehler...

Das mit der Anwendung der Produktregel leuchtet mir ein und mit der Quotientenregel (so wie ich es gelöst habe) müsste ja eigentlich das Gleiche herauskommen...

Konntest du denn konkret einen Fehler in meiner Ableitungsrechnung finden?


Bezug
                                
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:32 So 12.03.2006
Autor: Bastiane

Hallo!

> Vielen Dank für deine schnelle Antwort. :)
>  
> f´(x)= [mm]\bruch{e^{x} - 2e[red]^{x}[/red]}{e^{2x}}[/mm] =
> > [mm]\bruch{e^{x}*(1-2)}{e^{2x}}[/mm] = [mm]\bruch{-1}{e^{x}}[/mm]
>
> der mit rot gekennzeichnete Text war zuvor ein
> Tippfehler...

Scheint so, als wenn das mit dem Rot bei Formeln irgendwie nicht funktioniert. [kopfkratz] Das Problem hatte ich glaube ich auch schon mal. Weiß leider auch nicht, wie man das richtig macht...
  

> Das mit der Anwendung der Produktregel leuchtet mir ein und
> mit der Quotientenregel (so wie ich es gelöst habe) müsste
> ja eigentlich das Gleiche herauskommen...
>  
> Konntest du denn konkret einen Fehler in meiner
> Ableitungsrechnung finden?

Ach, das war schon die Quotientenregel - sorry. Aber irgendwas stimmt da nicht. Die Ableitung des Zählers ist doch =0 (wie gesagt, Ableitung einer Konstante), also fällt der "erste" Teil schon mal weg. Dann kommt das Minus und dann der Zähler mal die Ableitung des Nenners. Das wäre dann also im kompletten Zähler: [mm] -2e^{x}. [/mm] Der Nenner stimmt ja, und dann kannst du einmal [mm] e^x [/mm] wegkürzen. :-)

Ist es dir jetzt klar?

viele Grüße
Bastiane
[cap]



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Ableitungen mit der Zahl e: Ableitung von e hoch x
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:05 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

Ich dachte aber die Ableitung von [mm] e^{x} [/mm]  sei immer [mm] e^{x}... [/mm]

[mm] f(e^{x}) [/mm] = [mm] f´(e^{x}) [/mm]

Deshalb habe ich auch folgendes gemacht:
u(x)= 2
u´(x) = 1
v(x)= [mm] e^{x} [/mm]
v´(x)= [mm] e^{x} [/mm]

und nach der Quotienregel ist es ja dann im Zähler: u´(x)*v(x) - u(x)*v´(x), also  [mm] 1*e^{x} [/mm] - [mm] 2e^{x} [/mm]
und im Nenner: [mm] v^{2}(x), [/mm] also   [mm] e^{2x} [/mm]



Bezug
                                                
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:18 So 12.03.2006
Autor: Bastiane

Hallo!

> Ich dachte aber die Ableitung von [mm]e^{x}[/mm]  sei immer
> [mm]e^{x}...[/mm]

[ok] wenn einmal, dann auch immer... ;-)
  

> Deshalb habe ich auch folgendes gemacht:
>  u(x)= 2
>  u´(x) = 1

[notok] Hier liegt der Hund begraben. Ich habe dich aber schon zweimal darauf hingewiesen - die Ableitung einer Konstanten ist Null!!! Nicht 1!

Viele Grüße
Bastiane
[cap]


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Ableitungen mit der Zahl e: Antwort verstanden!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 18:23 So 12.03.2006
Autor: Anna_M


Jetzt verstehe ich auch, was du meinst...
Ich dachte die ganze Zeit, dass du mit Konstante [mm] e^{x} [/mm] gemeint hättest...
Das habe ich blöderweise angenommen... Dabei ist [mm] e^{x} [/mm] genau das Gegenteil einer Konstante!

Danke, du hast mir sehr weitergeholfen. :)

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Ableitungen mit der Zahl e: Lösungsansatz zu 3)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:52 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

Hier liegt ein ähnlicher Fehler vor wie bei dem Lösungsansatz zu 2)!

f(x)= ln(4+x)
f'(x)= [mm] \bruch{1}{(4+x)} [/mm]

f''(x)= [mm] \bruch{(4+x)+0(1)}{(4+x)^{2}} [/mm] = [mm] \bruch{4+x}{(4+x)^{2}} [/mm] = [mm] \bruch{1}{4+x} [/mm]   <-- darf man das so kürzen? Eigentlich steht ja im Zähler eine Summe...

Das stimmt außerdem leider so immernoch nicht ...
Lösung aus dem Buch lautet:

[mm] f''(x)=-\bruch{1}{(4+x)^{2}} [/mm]

Bezug
                
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Korrektur: Potenzregel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:42 So 12.03.2006
Autor: Loddar

Hallo Anna!


> f(x)= ln(4+x)
> f'(x)= [mm]\bruch{1}{(4+x)}[/mm]

[ok]

  

> f''(x)= [mm]\bruch{(4+x)+0(1)}{(4+x)^{2}}[/mm] =  [mm]\bruch{4+x}{(4+x)^{2}}[/mm] = [mm]\bruch{1}{4+x}[/mm]   <-- darf man das
> so kürzen? Eigentlich steht ja im Zähler eine Summe...

Wenn das stimmen würde, dürftest Du so kürzen, da ja $0*1 \ = \ 0$ .


Aber mit der MBQuotientenregel müsste es heißen:

$f''(x) \ = \ [mm] \bruch{0*(4+x)-1*1}{(4+x)^2} [/mm] \ = \ ...$


Einfacher geht es aber, wenn Du vorher umformst und mit der MBPotenzregel ableitest:

$f'(x) \ = \ [mm] \bruch{1}{4+x} [/mm] \ = \ [mm] (4+x)^{-1}$ [/mm]


[mm] $\Rightarrow$ [/mm]   $f''(x) \ = \ [mm] (-1)*(4+x)^{-2} [/mm] \ = \ [mm] -\bruch{1}{(4+x)^2}$ [/mm]


Gruß
Loddar


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Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:45 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

Ja, stimmt ja...Ich habe am Anfang die Ableitung von 1 vergessen...

Danke, ich habe es jetzt verstanden. :)

Bezug
        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Lösungsansatz zu 4)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:59 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

Ableitung siehe Anhang.

Ich bitte darum, zu überprüfen, ob ich die Ableitung richtig gemacht habe.

[Dateianhang nicht öffentlich]

Vielen Dank im voraus für eure Hilfe.

Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: jpg) [nicht öffentlich]
Bezug
                
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:39 So 12.03.2006
Autor: NewtonsLaw

Abend!

Mal ne Frage: wenn du [mm] x^2 [/mm] ausklammerst, warum fällt dann das eine [mm] x^2 [/mm] weg??? ;-)

Also, Ableitung sollte folgende sein:

f'(x) =  [mm] \bruch{1-3 ln (x)}{ x^{4}} [/mm]

LG Chrsissy

Bezug
                        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 21:45 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

Ja, das stimmt...Dankeschön.

(Ich mache dauernd solche Flüchtigkeitsfehler... XD)

Bezug
        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Kurze Zwischenfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:36 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

fk(x)= (x - k) * [mm] e^{-x} [/mm]

f´k(x)= x * [mm] e^{-x}+ [/mm] (x - k) * [mm] (-e^{-x}) [/mm]
         = [mm] e^{-x}(x [/mm] - x - k)
         = k * [mm] e^{-x} [/mm]

Ist das so richtig, oder hat das fk noch eine bestimmte ausschlaggebende Bedeutung.

Ich bin dankbar für jede Art von Hilfe.

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Ableitungen mit der Zahl e: Korrektur
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:47 So 12.03.2006
Autor: Loddar

Hallo Anna!


Das stimmt nicht ganz! Beim ersten Term ist die Ableitung von dem Term $(x-k)_$ falsch:

[mm] $f_k'(x) [/mm] \ = \ [mm] \red{1}*e^{-x}+(x-k)*\left(-e^{-x}\right) [/mm] \ = \ ...$


Gruß
Loddar


Bezug
                        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:53 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

Also wird dann k (f´(k)=1) abgeleitet und x ist eine Konstante, deren Ableitung 0 (f´(x)=0) ist, oder iist das genau umgekehrt?

Bezug
                                
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: genau umgekehrt
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:56 So 12.03.2006
Autor: Loddar

Hallo Anna!


Siehe Betreffzeile!

Schließlich ist, wie der Term [mm] $f_k(\red{x})$ [/mm] angibt, $x_$ unsere Variable. Der Parameter $k_$ wird dabei wie eine Konstante betrachtet.


Gruß
Loddar


Bezug
                                        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:58 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

Ahso...Aber wenn dort stünde fx(k), dann wäre stimmte wiederum meine Aussage...
Gut, das muss ich mir merken! ;)

Bezug
        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Lösungsansatz zu 5)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:47 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

f(x)= [mm] e^{x^2-1} [/mm]
f'(x)= [mm] 2e^{x^2-1} [/mm] = [mm] 2e^{2x} [/mm] -1

Kann man das auf diese Weise berechnen?


Bezug
                
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Kettenregel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:51 So 12.03.2006
Autor: Loddar

Hallo Anna!


Du musst hier die MBKettenregel anwenden. Zunächst leiten wir die e-Funktion ab. Da ist völlig egal, was im Exponenten steht - dieser bleibt unverändert!

Erst mit der inneren Ableitung berücksichtigen wir, was im Exponenten steht:

$f'(x) \ = \ [mm] e^{x^2-1}*\left( \ x^2-1 \ \right)' [/mm] \ = \ [mm] e^{x^2-1}*2x$ [/mm]


Gruß
Loddar


Bezug
                        
Bezug
Ableitungen mit der Zahl e: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:56 So 12.03.2006
Autor: Anna_M

Das dachte ich mir eigentlich schon, aber es hatte mich bloß letztens irritiert, was mein Lehrer (wahrscheinlich allerdings in einem anderen Zusammenhang) über [mm] x^{2} [/mm] im Exponenten gesagt hatte...
Aber wo es mir jetzt wieder einfällt, verstehe ich seine Aussage endlich... XD

Vielen Dank für deine Hilfe, Loddar. ;)

Bezug
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