Mathematik verstehen 7, Schulbuch

141 7.1 aBlei tungen wei terer Funkt ionen ableitung von f(k · x) satz (ableitungsregel für f(k · x)) g(x) = f(k · x) w g’(x) = f’(k · x) · k (k * ℝ*) Beweis : ​ g(z) – g(x) __ z – x ​= ​ f(k · z) – f(k · x) ___ z – x ​= ​ f(k · z) – f(k · x) ___ k · z – k · x ​· ​ k · z – k · x __ z – x ​= ​ f(k · z) – f(k · x) ___ k · z – k · x ​· ​ k · (z – x) __ z – x ​= = ​ f(k · z) – f(k · x) ___ k · z – k · x ​· k Da k · z genau dann gegen k · x strebt, wenn z gegen x strebt, folgt: g’(x) = ​lim z ¥ x ​​ g(z) – g(x) __ z – x ​= ​ lim k · z ¥ k · x ​​ f(k · z) – f(k · x) ___ k · z – k · x ​· ​lim z ¥ x ​k = ​f ’​(k · x) · k  7. 03 Ermittle f’(x)! a) f(x) = ​ 9__ 2x​ b) f(x) = – 4 · ​ 9 __ 6x​​ lösung: a) f’(x) = ​ 1 _ 2 · ​ 9__ 2x​ ​· 2 = ​ 1 _ ​ 9__ 2x​ ​= ​ ​ 9_ 2​ _ 2 · ​ 9_ x​ ​ b) f’(x) = – 4 · ​ 1 _ 2 · ​ 9__ 6x​ ​· 6 = – ​12 _ ​ 9__ 6x​ ​= – ​ 2 · ​ 9_ 6​ _ ​ 9_ x​ ​ aufgaBen 7. 04 Ermittle f’(x)! a) f(x) = ​ 9__ 4x​ b) f(x) = 6 · ​ 9 __ 3x​ c) f(x) = 2x – ​ 9__ 2x​ d) f(x) = ​x​ 2 ​– ​ 2 _ 5​· ​ 9__ 5x​ 7. 05 Untersuche die Funktion f: ​ ℝ​ 0 ​ + ​¥ ℝ ‡ x ¦ ​ 9_ x​in Hinblick auf Nullstellen, Monotonie, Krümmung, globale und lokale Extremstellen sowie Wendestellen! ableitung von exponentialfunktionen satz (ableitungsregeln für exponentialfunktionen) (1) f(x) = e​ ​ x ​ w f’(x) = e​ ​ x​ (2) f(x) = ​a​ x ​ w f’(x) = a​ ​ x​· ln(a) (wobei a * ​ ℝ​ + , a ≠ 1) Beweisski zze : (1) ​ f(x + h) – f(x) __ h ​= ​ ex + h – ex __ h ​= ​ ex · eh – ex __ h ​= e x · ​ e h – 1 _ h ​ Man kann zeigen (vgl. die nebenstehende Tabelle): ​lim h ¥ 0​ ​​ e h – 1 _ h ​= 1 Damit erhalten wir: f’(x) = ​lim h ¥ 0​ ​​ f(x + h) – f(x) __ h ​= e x · 1 = ex (2) f(x) = ​a​ x​= ​ 2 e​ ​ ln(a) ​ 3​ x​= ​e​ ln(a) · x​ Nach der Ableitungsregel für f(k · x) ergibt sich: ​f ’​(x) = ​e​ ln(a) · x​· ln(a) = ​ 2 e​ ​ ln(a) ​ 3​ x​· ln(a) = ​a​ x​· ln(a)  7. 06 Ermittle f’(x)! a) f(x) = ​x​ 2​– 2 · ​e​ x​ b) f(x) = ​e​ – x​ c) f(x) = ​e​ 2x​ ​ lösung: a) f’(x) = 2x – 2​e​ x​= 2 · (x – ​e​ x)​ b) f’(x) = ​e​ – x​· (–1) = – ​e​ – x​ c) f’(x) = ​e​ 2x​ ​· 2 = 2 · e​ ​ 2x​ ​ 7. 07 Ermittle f’(x)! a) f(x) = – 3 · 2​ ​ x​ b) f(x) = 5 · 2​ ​ – x​ lösung: a) f’(x) = – 3 · 2​ ​ x · ln2 ≈ – 2,079 · 2 x​ b) f’(x) = 5 · 2​ ​ – x · ln2 · (–1) ≈ – 3,466 · 2 – x​ R R R h ​ e h – 1 _ h ​ 0,1 1,051709181… 0,01 1,005016708… 0,001 1,000500167… 0,0001 1,000050000… Nur zu Prüfzwecken – Eigentu des Verlags öbv

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