Gemischte Aufgaben zur Ableitung
Hier findest du unterschiedliche Aufgaben, um das Ableiten von Funktionen zu üben und welche Methoden zum Ableiten sich am besten eignen.
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Vereinfache folgende Funktionen so weit wie möglich und leite sie ab.
f(x)=4x⋅x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Wurzelgesetze
Geschicktes Umformen kann dir hier das Ableiten erleichtern.
f(x)=4x⋅x
Schreibe 4 als 22.
f(x)=22⋅x⋅x
Ziehe 22 als 2 aus der Wurzel.
f(x)=2⋅x⋅x
f(x)=2⋅x
Fasse x⋅x mit Hilfe der Wurzelgesetze zur Multiplikation von Wurzeln zusammen.
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
f′(x)=2
Die gesuchte Ableitung ist also f′(x)=2.
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Tipp: Nutze die Wurzelgesetze zur Multiplikation von Wurzeln.
g(t)=4t+5t−3t−2t
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableitung berechnen
Geschicktes Umformen kann dir hier das Ableiten erleichtern.
Nutze hierfür die Wurzelgesetze zur Addition von Wurzeln und fasse die Terme zusammen.
g(t)=4t+5t−3t−2t
g(t)=(4+5−3−2)t
g(t)=4t
g(t)=4t21
Benutze die Potenzgesetze für Wurzeln.
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
g′(t)=4⋅21t−21=2t−21
Die gesuchte Ableitung ist also:
g′(t)=2t−21
Wenn du möchtest, kannst du die Ableitung nun auch wieder in eine Schreibweise mit Wurzel umformen:
g′(t)=2⋅t−21
g′(t)=2⋅t211
g′(t)=2⋅t1
g′(t)=t2
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Vereinfache die nachfolgenden Funktionsterme möglichst geschickt und bilde die Ableitungsfunktionen.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen
Bei dieser Aufgabe solltest du den Bruch zuerst vereinfachen und anschließend ableiten.
Umformung des Funktionsterms
Ableiten der Funktion
Nun kannst du mit der Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen in Kombination mit der Summenregel und der Faktorregel f′(x) bestimmen.
f′(x)=2⋅2x−1+0=4x−1
Die Ableitung von f(x) ist f′(x)=4x−1.
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Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen
Tipp: Ziehe den Faktor 41 vor den Bruch.
Um diese Funktion abzuleiten, bietet es sich an, dass du zunächst einen Faktor vor den Bruch schreibst und den entstehenden Term dann ableitest.
Umformung des Funktionsterms
g(t)=45t3+2t−1=41⋅(5t3+2t−1)
Nun ziehst du 41 vor den Bruch.
Ableiten der Funktion
Die Ableitung g´(t) lässt sich nun als Polynomfunktion mit Hilfe der Faktorregel, der Summenregel und der Ableitungsregel für Potenzfunktion bestimmen.
Es ergibt sich
g´(t)=41⋅(5⋅3t2+2⋅1)=41⋅(15t2+2)
Die Faktorregel besagt, dass man bei der Ableitung von Funktionen Konstanten vor Variablen nicht ableiten muss.
Unter Anwendung der Summenregel und der Ableitungsregel für Potenzfunktion lassen sich die einzelnen Potenzfunktionen nun ableiten.
Die Ableitung von g(t) ist g´(t)=41⋅(15t2+2).
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Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen
Tipp: Du kannst zuerst 5π−11 vor den Bruch ziehen.
Bei dieser Aufgabe solltest du zuerst den Funktionsterm umformen und dann mithilfe der Ableitungsregeln h′(x) bestimmen.
Umformung des Funktionsterms
h(x) = 5π−12x+3x2 ↓ Ziehe 5π−11 vor den Bruch.
= 5π−11⋅(2x+3x2) Ableiten der Funktion
Wende nun die Faktorregel, die Summenregel und die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen an.
h′(x)=5π−11⋅(2+6x)
Schreibe (2+6x) in den Zähler.
h′(x)=5π−12+6x
Die Ableitung von h(x) ist h′(x)=5π−12+6x.
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Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen
Tipp: Kürze den Bruch zuerst mit 2 und ziehe dann 21 vor den Bruch.
Hier bietet es sich an, den Bruch zuerst zu kürzen, danach 21 vor den Bruch zu ziehen und anschließend abzuleiten.
Umformung des Funktionsterms
Ableiten der Funktion
Leite nun mit der Faktorregel, der Summenregel und der Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen ab.
k′(s)=21⋅(9s2+0)
Schreibe 9s2 in den Zähler.
k′(s)=29s2
Alternativ kannst du auch zu Beginn 221 vor den Bruch ziehen und dann ableiten.
Die Ableitung von k(s) ist k′(s)=29s2.
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l(x)=3⋅(2x+1)4x2+3⋅(2x+1)4x+1
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen
Tipp: Wende die 1. binomische Formel im Zähler an und kürze anschließend.
Umformung des Funktionsterms
In dieser Aufgabe solltest du zuerst die beiden Brüche addieren, um anschließend im Zähler die 1. binomische Formel anwenden zu können. Danach kannst du durch Kürzen den Bruch weiter vereinfachen.
l(x) = 3⋅(2x+1)4x2+3⋅(2x+1)4x+1 ↓ Addiere die beiden Brüche zu einem gemeinsamen Bruch.
= 3⋅(2x+1)4x2+4x+1 ↓ Wende nun die 1. binomische Formel im Zähler an.
= 3⋅(2x+1)(2x+1)2 ↓ Kürze den Term in Klammern.
= 3(2x+1) ↓ Ziehe den Faktor 31 vor den Bruch.
= 31⋅(2x+1) ↓ = 32x+31 Ableiten der Funktion
Leite nun deinen vereinfachten Term ab.
l′(x)=32+0=32
Die Ableitung von l(x) ist l′(x)=32.
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m(z)=(zz−1)2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen
Umformung des Funktionsterms
Bei dieser Aufgabe bietet es sich zunächst an, wenn du den Funktionsterm mithilfe der Potenzgesetze und zweiten binomischen Formel vereinfachst bevor du diesen anschließend ableitest.
m(z) = (zz−1)2 ↓ Ziehe den gemeinsamen Exponenten in den Zähler und Nenner.
= z2(z−1)2 ↓ Wende die zweite binomische Formel im Zähler an.
= z2z2−2z+1 ↓ Spalte den Bruch in mehrere Summanden auf.
= z2z2−z22z+z21 ↓ Kürze die ersten beiden Summanden.
= 1−z2+z21 ↓ Schreibe die Brüche als Potenzen mit negativen Exponenten um.
= 1−2z−1+z−2 Ableiten der Funktion
Die letzte Äquivalenzumformung erspart es dir, die Quotientenregel anwenden zu müssen und ermöglicht die Nutzung der Regel zur Ableitung von Potenzfunktionen in Kombination mit der Summenregel und Faktorregel für die einzelnen Summanden.
m(z) = 1−2z−1+z−2 m´(z) = 2z−2−2z−3 ↓ Schreibe die Potenzen mit negativen Exponenten als Brüche um.
= z22−z32 ↓ Klammere den gemeinsamen Faktor z22 aus.
= z22⋅(1−z1) Die Ableitung von m(z) ist m′(z)=z22⋅(1−z1).
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Vereinfache folgende Funktionen so weit wie möglich und leite sie ab.
f(x)=x3(x+1)⋅(x−1)+1
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Zähler
Vereinfache zunächst den Zähler, um dann die Ableitung zu bilden.
f(x) = x3(x+1)⋅(x−1)+1 ↓ Wende die 3. binomische Formel im Zähler an.
= x3x2−1+1 ↓ Fasse den Zähler zusammen.
= x3x2 ↓ Kürze den Bruch mit x2.
= x1 Ableiten der Funktion
Bilde nun mit Hilfe der Potenzgesetze für negative Exponenten und der Regeln zum Ableiten von Potenzfunktionen die Ableitung von f(x).
f(x)=x1=x−1
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
f′(x)=−1⋅x−2=−x21
Nun kannst du den Term wieder als Bruch schreiben.
Die gesuchte Ableitung ist also f′(x)=−x−2 bzw. f′(x)=−x21.
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g(z)=3z3(z+3)2−6z−9
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Zähler
Vereinfachen des Funktionsterms
g(z) = 3z3(z+3)2−6z−9 ↓ Wende die 1. binomische Formel im Zähler an.
= 3z3z2+6z+9−6z−9 ↓ Fasse den Zähler zusammen.
= 3z3z2 ↓ Kürze den Faktor z2.
= 3z1 ↓ Bringe das z aus dem Nenner durch Anwendung der Potenzgesetze zu negativen Exponenten hinter den Bruch.
= 31⋅z−1 Ableiten der Funktion
Bestimme die Ableitung mit Hilfe der Regel zur Ableitung von Potenzfunktionen.
g´(z) = 31⋅(−1)⋅z−2 ↓ Multipliziere die Faktoren vor dem z−2
= −31⋅z−2 ↓ Nun kannst du das z wieder in den Nenner schreiben.
= −3z21 Die gesuchte Ableitung ist also g′(z)=−31⋅z−2 bzw. g′(z)=−3z21.
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h(s)=(2s+1)2(s+1)2−s2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Zähler
In dieser Aufgabe solltest du den Funktionsterm zuerst vereinfachen, bevor du ableitest.
h(s) = (2s+1)2(s+1)2−s2 ↓ Multipliziere die Klammer im Zähler aus. Verwende dazu die 1. binomische Formel.
= (2s+1)2s2+2s+1−s2 ↓ Vereinfache den Zähler.
= (2s+1)22s+1 ↓ Kürze mit (2s+1).
= 2s+11 ↓ Wende das Potenzgesetz für negative Exponenten an.
= (2s+1)−1 Ableiten der Funktion
Jetzt kannst du h′(s) mithilfe der Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen und der Kettenregel bestimmen.
h´(s) = −1⋅(2s+1)−2⋅2 ↓ Vereinfache den Term.
= −2⋅(2s+1)−2 Die Ableitung von h(s) ist h′(s)=−2⋅(2s+1)−2 bzw. h′(s)=−(2s+1)22.
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k(t)=(t2−4)3(t+2)⋅(t−2)
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Zähler
In dieser Aufgabe solltest du als erstes den Zähler vereinfachen, um dann die Ableitung zu bilden.
k(t) = (t2−4)3(t+2)⋅(t−2) ↓ Wende die 3. binomische Formel im Zähler an.
= (t2−4)3t2−4 ↓ Vereinfache den Bruch durch Kürzen.
= (t2−4)21 Im nächsten Schritt solltest du nun die Potenzgesetze für negative Exponenten anwenden, um dann den Bruch ableiten zu können.
k(t)=(t2−4)21
k(t)=1⋅(t2−4)−2
Ableiten der Funktion
Jetzt kannst du durch Anwenden der Regel zur Ableitung von Potenzfunktionen, der Kettenregel und der Summenregel die Ableitung von k(t) berechnen.
k′(t)=−2⋅(t2−4)−3⋅2t
k′(t)=−4t⋅(t2−4)−3
Die gesuchte Ableitung von k(x) ist k′(t)=−4t⋅(t2−4)−3.
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Vereinfache folgende Funktionen so weit wie möglich und leite sie ab.
f(x)=x45−x49−3x210+x44
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
In dieser Aufgabe kürzen sich einige der Brüche heraus.
f(x)=x45−x49−3x210+x44
f(x)=x45−9+4−3x210
Fasse den Zähler weiter zusammen.
f(x)=0−3x210
Nutze das Potenzgesetz zu negativen Exponenten, um den Funktionsterm umzuformen.
f(x)=−310⋅x−2
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
f′(x)=−310⋅(−2)⋅x−2−1
f′(x)=320⋅x−3
f′(x)=3x320
Zuletzt kannst du den Term wieder als Quotienten schreiben.
Die gesuchte Ableitung ist also f′(x)=3x320
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Tipp: Beachte, dass Brüche mit gleichem Nenner einfach zusammengefasst werden können.
g(t)=3t310−t33
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
In dieser Aufgabe musst du beide Brüche auf einen Hauptnenner bringen, um dir das ableiten zu vereinfachen.
g(t)=3t310−t33
Erweitere t33 mit 3.
g(t)=3t310−3t39
Bringe beide Zähler auf einen Bruchstrich.
g(t)=3t310−9
Fasse den Zähler weiter zusammen.
g(t)=3t31
Nutze das Potenzgesetz zu negativen Exponenten, um den Funktionsterm umzuformen.
g(t)=31⋅t−3
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
g′(t)=31⋅(−3)⋅t−3−1
g′(t)=−t41
Zuletzt kannst du den Term wieder als Quotienten schreiben.
Die gesuchte Ableitung ist also g′(t)=−t41.
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Tipp: Bringe beide Brüche auf einen Hauptnenner und verwende die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
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Leite folgende Funktionen ab.
f(x)=x1
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
Nutze das Potenzgesetz zu negativen Exponenten, um den Funktionsterm umzuformen.
f(x)=x1=x−1
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
f′(x)=−1⋅x−2=−x21
Zuletzt kannst du den Term wieder als Quotienten schreiben.
Die gesuchte Ableitung ist also f′(x)=−x−2 bzw. f′(x)=−x21.
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Tipp: Forme erst mit den Potenzgesetzen um und verwende dann die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
g(t)=t434
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
Nutze das Potenzgesetz zu negativen Exponenten, um den Funktionsterm umzuformen.
g(t)=t434=34⋅t−4
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
g′(t)=34⋅(−4)⋅t−5
phantomg′(x)=−t5136
Zuletzt kannst du den Term wieder als Quotienten schreiben.
Die gesuchte Ableitung ist also g′(t)=−t5136.
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Tipp: Forme erst mit den Potenzgesetzen um und verwende dann die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
h(z)=4z43
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
Nutze das Potenzgesetz zu negativen Exponenten, um den Funktionsterm umzuformen.
h(z)=4z43=43⋅z−4
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
h′(z)=43⋅(−4)⋅z−5=−z53
Zuletzt kannst du den Term wieder als Quotienten schreiben.
Die gesuchte Ableitung ist also h′(z)=−z53.
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Tipp: Forme erst mit den Potenzgesetzen um und verwende dann die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
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Mathematicus hat hier die Funktion f(x)=x1 mehrmals abgeleitet.
Versuche ohne weitere Rechnung die nächste Ableitung zu bestimmen.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableitung
Mehrmaliges Ableiten x1
Wenn man sich den Nenner der einzelnen Ableitungen anschaut, erkennt man, dass sich der Exponent von x nach jeder Ableitung um eins erhöht.Da bei der Funktion f(4)(x) der Exponent schon bei 5 ist, kann man folgern, dass die Funktion f(5)(x) im Nenner ein x6 hat.
Du kannst also die Funktion f(5)(x)=−x5120 und f(5)(x)=−120⋅x6 ausschließen.
Schau dir das Vorzeichen der Ableitungen an. Es variiert nach jeder Ableitung. Die Funktion f(5)(x) muss also ein negatives Vorzeichen haben. Deswegen kannst du auch f(5)(x)=x6120 ausschließen.
Die gesuchte Funktion ist also f(5)(x)=−x6120.
Man kann seine Wahl nun auch rechnerisch überprüfen.
Nutze dafür das Potenzgesetz zu negativen Exponenten, um den Funktionsterm umzuformen und leite die Funktion f(4)(x)=x524 ab.
f(4)(x)=24⋅x−5
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
f(5)(x)=24⋅(−5)⋅x−6
f(5)(x)=−x6120
Zuletzt kannst du den Term wieder als Quotienten schreiben.
Die gesuchte Ableitung ist also tatsächlich f(5)(x)=−x6120.
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Mathematicus hat hier einige mögliche Formeln aufgeschrieben, wobei jeweils das n∈N für die Anzahl der Ableitungen steht. Welche der Formeln beschreibt die n-te Ableitung der Funktion f(x)=x1?
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableitung
Tipp: Du kennst die schreibweise "n!" nicht? Dann schau hier.
Wird die Funktion n-mal abgeleitet, so spricht man von der "n-ten Ableitung der Funktion".
Allgemeine Formel zur Ableitung der Funktion f(x)
Betrachtest du die in der Aufgabe angegebenen Ableitungen und die in der Teilaufgabe a) bestimmte fünfte Ableitung, so fällt dir vielleicht auf, dass sich das Vorzeichen nach jeder Ableitung ändert.
Die angegebene Formel f(n)(x)=x(n+1)n ist somit nicht richtig, da die Variation des Vorzeichens nicht berücksichtigt wird.
Hinweis: Bei einer geradzahligen Ableitung steht vor dem Term ein Plus und vor einer ungeraden Ableitung ein Minus.
Schaust du dir den Zähler der Ableitungen genauer an, so siehst du, dass dieser nicht immer gleich ist.
Die Funktion f(n)(x)=(−1)n⋅x(n+1)1 ist somit nicht die gesuchte Formel.
Untersuchst du den Zähler, so kannst du beispielsweise bei der vierten Ableitung durch Faktorisieren den Zähler wie folgt darstellen: 24=4⋅3⋅2⋅1=4!. Genauso kannst du auch bei der fünften Ableitung vorgehen: 120=5⋅4⋅3⋅2⋅1=5!.
Vergleichst du die Exponenten im Nenner der einzelnen Ableitungen, so bemerkst du, dass sich der Exponent von x nach jeder Ableitung um eins erhöht.
Mit Hilfe dieser Erkenntnis kannst du die Formel f(n)(x)=(−1)n⋅xn! ausschließen.
Die gesuchte allgemeine Formel der Ableitung ist somit f(n)(x)=(−1)n⋅x(n+1)n!.
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Leite die folgenden Funktionen ab und entscheide welche der abgebildeten Graphen dem Funktionsgrahen der Ableitung der Funktion entsprechen. Fülle in den Feldern dafür den Funktionsnamen (1,2,3 oder 4) ein.
Achtung: Die Graphen entsprechen der Ableitung der Funktion, nicht der Funktion selber.
f(x)=34x3
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
Wenn man die Funktionen mit Hilfe der Rechenregeln für Bruchterme umformt, ist das Ableiten einfacher.
f(x)=34x3
f(x)=34⋅x3
Ziehe den Faktor vor den Bruch.
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
f′(x)=34⋅3⋅x2=4x2
Das heißt, die in der Grafik gesuchte Funktion ist f′(x)=4x2.
Der Graph einer Funktion zweiten Grades ist eine Parabel.
Deswegen kann man die Graphen 2 und 4 ausschließen, da diese beide keine Parabeln sind.
Der Graph 3 ist eine nach unten geöffnete Parabel. Bei einer nach unten geöffneten Parabel ist der Faktor vor dem x2 negativ. Bei der Funktion f′(x) ist der Faktor vor dem x2 eine 4 und damit positiv.
Die gesuchte Funktion ist also die 1.
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Tipp: Beim Ableiten einer Potenzfunktion verringert sich der Grad der Funktion um eins.
g(x)=6x3+6x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
Wenn man die Funktionen mit Hilfe der Rechenregeln für Bruchterme umformt, ist das Ableiten einfacher.
g(x)=6x3+6xg(x)=61⋅(x3+6x)
Ziehe den Faktor 61 vor den Bruch.
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
g′(x)=61⋅(3⋅x2+6)
g′(x)=21x2+1
Multipliziere 61 in die Klammer.
Das heißt, die in der Grafik gesuchte Funktion ist g′(x)=21x2+1.
Der Graph einer Funktion zweiten Grades ist eine Parabel.
Deswegen kann man die Graphen 1 und 3 ausschließen, da diese beide keine Parabeln sind.
Der Graph 4 ist eine nach unten geöffnete Parabel. Bei einer nach unten geöffneten Parabel ist der Faktor vor dem x2 negativ. Bei der Funktion g′(x) ist 21 der Faktor vor dem x2 und damit positiv.
Die gesuchte Funktion ist also die 2. Dies kann man auch gut an dem +1 in der Funktionsgleichung sehen. Sie sorgt für eine Verschiebung der Parabel, um 1 nach oben entlang der y-Achse.
Du hast eine weitere Variante gefunden diese Aufgabe zu lösen? Dann schreib uns gerne in die Kommentare oder füge deine Variante der Lösung hinzu.
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Tipp: Beim Ableiten einer Potenzfunktion verringert sich der Grad der Funktion um eins.
h(x)=108x4+108x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
Wenn man die Funktionen mit Hilfe der Rechenregeln für Bruchterme umformt, ist das Ableiten einfacher.
h(x)=108x4+108x=1081⋅(x4+108x)
Dafür bietet es sich an, dass du 1081 ausklammerst.
Das Ergebnis lässt sich nun mit Hilfe der Faktorregel, der Summenregel und der Ableitungsregel für Potenzfunktionen ableiten.
Zuerst werden die einzelnen Potenzfunktionen abgeleitet.
h´(x)=1081⋅(4⋅x3+108)=1084⋅x3+108108=271x3+1
Danach wird mit dem Faktor 1081 ausmultipliziert.
Du erhälst also h´(x)=271x3+1.
Die Ableitung h´(x) ist eine Funktion dritten Grades.
Da es sich bei 2 und 4 um Parabeln und somit um Funktionen zweiten Grades handelt, fallen diese beiden Möglichkeiten schon mal weg.
h´(x) hat mit 271 einen positiven Vorfaktor und ist somit nach oben geöffnet. Deshalb fällt die Möglichkeit 1 ebenfalls weg. Die richtige Lösung ist somit der Graph 3.
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Tipp: Beim Ableiten einer Potenzfunktion verringert sich der Grad der Funktion um eins.
k(x)=−153x5−10x3−15x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
k(x)=−153x5−10x3−15x
Wenn man die Funktionen mit Hilfe der Rechenregeln für Bruchterme umformt, ist das Ableiten einfacher. Klammere also zur Vereinfachung 151 aus.
k(x)=−153x5−10x3−15x=−151⋅(3x5−10x3−15x)
Leite danach den entstandenen Term ab:
k´(x)=−151⋅(3⋅5x4−10⋅3⋅x2−15)=−151⋅(15x4−30x2−15)=−1515x4+1530x2+1515=−x4+2x2+1
Die Ableitung von k(x) ist also k´(x)=−x4+2x2+1 und somit eine Funktion 4. Grades.
Als Lösung fällt somit Graph 4 als Parabel (und somit Funktion 2. Grades) raus. Ebenso fällt Graph 2 als Gerade (und somit Funktion 1. Grades) raus. Die Graph 3 fällt als Funktion 3. Grades ebenso raus.
Der Graph 1 beschreibt eine Funktion, die nach unten geöffnet ist und entspricht somit (unter Verwendung der zuvor angeführten Punkte) der Lösung.
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Tipp: Beim Ableiten einer Potenzfunktion verringert sich der Grad der Funktion um eins.
l(x)=−60,375x4+31x3+151x5+2x2−3x
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableiten
Wenn du die Funktionen mit Hilfe der Rechenregeln für Bruchterme umformst, ist das Ableiten einfacher.
l(x)=−60,375x4+31x3+151x5+2x2−3x
Ziehe den Faktor 61 vor den Bruch.
l(x)=−61⋅(0,375x4+31x3+151x5+2x2−3x)
Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
l′(x)=−61⋅(0,375⋅4⋅x3+31⋅3⋅x2+151⋅5⋅x4+2⋅2⋅x−3)
Fasst du den Term noch weiter zusammen und schreibst den Term wieder als Bruch erhälst du:
l′(x)=−61,5x3+x2+31x4+4x−3
l′(x)=−631x4+1,5x3+x2+4x−3
Ordne den Term auf dem Zähler nach dem Grad an.
Das heißt, die in der Grafik gesuchte Funktion ist l′(x)=−631x4+1,5x3+x2+4x−3 und somit eine Funktion 4. Grades.
Der Graph 1 ist eine Parabel und gehört deswegen zu einer Funktion 2. Grades. Da l′(x) allerdings eine Funktion 4. Grades ist, kannst du Graph 1 ausschließen.
Der Graph 4 hat einen Wertebereich von −∞ bis +∞. Daraus kannst du folgern, dass der Grad der Funktion des Graphen 4 ungerade ist. Da l′(x) allerdings eine Funktion 4. Grades ist und damit einen geraden Grad besitzt, kannst du Graph 4 ebenfalls ausschließen.
Die Graphen 2 und 3 sind beides Graphen von Funktionen 4. Grades. Graph 2 ist nach oben geöffnet und Graph 3 ist nach unten geöffnet. Da l′(x) ein Minus vor dem Leitkoeffizienten hat, muss der Graph von l′(x) nach unten geöffnet sein. Somit kannst du Graph 2 ausschließen und Graph 3 ist der Graph der gesuchten Funktion.
Der Graph der gesuchten Funktion ist also der Graph 3.
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Tipp: Beim Ableiten einer Potenzfunktion verringert sich der Grad der Funktion um eins.
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Leite die Funktionen ab.
f(t)=32t3
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableitung
f(t) = 32t3 ↓ Du kannst den Bruch wie folgt aufteilen.
= 32⋅t3 Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
f´(t) = 32⋅3⋅t2 ↓ Verrechne beide Faktoren vor dem t2.
= 2t2 Die gesuchte Funktion ist also f′(t)=2t2.
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g(x)=−8x4
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableitung
g(x) = −8x4 ↓ Du kannst den Bruch folgendermaßen aufteilen.
= −81x4 Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
g´(x) = −81⋅4⋅x3 ↓ Verrechne beide Faktoren vor dem x3.
= −21x3 Die gesuchte Funktion ist also g′(x)=−21x3.
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h(z)=3z6−6
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Ableitung
h(z) = 3z6−6 ↓ Du kannst den Bruch folgendermaßen aufteilen.
= 31(z6−6) ↓ Multipliziere die Klammer aus.
= 31z6−2 Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
h´(z) = 31⋅6⋅z5−0 ↓ Verrechne die beiden Faktoren vor dem z5.
= 2z5 Die gesuchte Funktion ist also: h′(z)=2z5.
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Vereinfache die Funktionen so weit wie möglich und leite sie ab.
f(z)=143z2+72z2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Bruchterme
Wenn man die Funktionen mit Hilfe der Rechenregeln für Bruchterme umformt, ist das Ableiten einfacher.
Lösungsvorschlag 1
Um beide Brüche verrechnen zu können, musst du diese auf einen Hauptnenner bringen.
f(z) = 143z2+72z2 ↓ Erweitere 72z2 mit 2.
= 143z2+144z2 ↓ Bringe die zwei Brüche auf einen Bruchstrich.
= 143z2+4z2 ↓ Fasse den Zähler zusammen.
= 147z2 ↓ Kürze den Bruch mit 7.
= 2z2 ↓ Ziehe den Faktor vor den Bruch.
= 21z2 ↓ Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
f´(z) = 21⋅2⋅z = z Lösungsvorschlag 2
Da beide Brüche im Zähler ein z2 haben, kann man dieses ausklammern.
f(z) = 143z2+72z2 ↓ Klammere z2 aus.
= (143+72)⋅z2 ↓ Erweitere 72 mit 2.
= (143+144)⋅z2 ↓ Bringe die zwei Brüche auf einen Bruchstrich.
= 143+4⋅z2 ↓ Fasse den Zähler zusammen.
= 147⋅z2 ↓ Kürze den Bruch mit 7.
= 21⋅z2 ↓ Jetzt brauchst du die Regel zum Ableiten von Potenzfunktionen.
f´(z) = 21⋅2⋅z = z Beide Varianten liefern das Endergebnis f′(z)=z.
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g(x)=127x2−4x2
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Bruchterme
Wenn man die Funktion mit Hilfe der Rechenregel für Bruchterme umformt, ist das Ableiten einfacher.
Lösungsvorschlag 1:
Bringe die Brüche auf einen Hauptnenner und vereinfache so weit wie möglich bevor du die Ableitung bildest.
g(x) =