Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

159 Erweiterung der Differentialrechnung > Weitere Ableitungsregeln Bestimme die erste Ableitung von f 1) durch Kürzen 2) mit Hilfe der Quotientenregel. a) ​f​(x) ​= ​​x ​ 6​ _ ​x ​3​​ b) ​f​(x) ​= ​ ​x ​4​ _ x ​ c) ​f​(x) ​= ​ 2 ​x ​5​ _ 7 x​ ​2​ ​ d) ​f​(x) ​= ​ − 5 ​x ​12​ _ 5 ​x ​6​ ​ e) ​f​(x) ​= ​ 27 ​x ​15​ _ 3 ​x ​14​ ​ Bestimme die erste Ableitung von f. a) f​​(x) ​= ​2 _ ​x ​5​​ b) ​f​(x) ​= − ​ 3 _ ​x ​4​​ c) ​f​(x) ​= ​ 12 _ − ​x ​3​ ​ d) ​f​(x) ​= ​− 2 x _ ​x ​9​ ​ e) ​f​(x) ​= ​ 12 ​x ​2​ _ 4 ​x ​7​ ​ Bestimme die erste Ableitung von f. a) ​f​(x) ​= ​− 5 x _ 2 x − 1​ c) ​f​(x) ​= ​ − ​x ​2 ​+ 4 _ 3 ​x ​2 ​− 1 ​ e) ​f​(x) ​= ​2 ​x ​ 2 ​− 8 x _ x − 1 ​ g) ​f​(x) ​= ​ ​x ​3 ​+ 2 ​x​2​ _ − 3 ​x ​2 ​+ x ​ b) f​​(x) ​= ​− 3 ​x ​ 2​ _ 4 − 2 x​​ d) ​f​(x) ​= ​ − 5 x − 3 _ 2 − ​x ​2​ ​ f) ​f​(x) ​= ​− 5 ​x ​ 2 ​− x _ 3 x − 1 ​ h) ​f​(x) ​= ​ − 4 ​x ​3 ​− 2 x _ 3 ​x ​2 ​+ 2 x ​ Bestimme die Gleichung der Tangente von f an der Stelle p. a) ​f​(x) ​= ​ 2 x _ 3 x − 4 ​ ​p = 2​ c) ​f​(x) ​= ​ 5 _ 2 ​x ​2 ​+ 3 ​ ​p = 1​ e) ​f​(x) ​= ​ 2 x − 7 _ 3 x + 1 ​ ​p=5​ b) ​f​(x) ​= ​ − ​x ​ 2​ _ 4 x − 2 ​ ​p = − 1​ d) ​f​(x) ​= ​ 3 _ 2 x − 6 ​ ​p = − 3​ f) ​f​(x) ​= ​ ​x ​2 ​− 3 _ 2x + ​x​2​ ​ ​p = 3​ In welchen Punkten des Graphen von f ist die Tangentensteigung gleich k? a) ​f​(x) ​= ​ − 4 _ 3 x − 7 ​ ​k = ​ 3 _ 4 ​ b) ​f​(x) ​= ​ − 2 ​x ​2 ​+ 1 _ 2 − x ​ ​k = − 5​ c) f​​(x) ​= ​ − 3 ​x ​2 ​+ 1 _ 4 − 3 x ​ ​k = − 12​ Lösung von Aufgabe 593 mittels Technologie Geogebra: ​f​(​x​):​ = − ​ 4 _ 3 x − 7​ Löse​(​f‘​(​x​) ​= ​ 3 _ 4 ​, x​)​ ​{x = 1, x = ​ 11 _ 3 ​}​ Casio: Define ​f​(​x​) ​= − ​ 4 _ 3 x − 7​ solve​( ​ d _ dx​(​f​(​x​)​) ​= ​ 3 _ 4 ​, x)​ ​{x = 1, x = ​ 11 _ 3 ​}​ TI-Nspire: Define ​f​(​x​) ​= − ​ 4 _ 3 x − 7​ solve​( ​ d _ dx​(​f​(​x​)​) ​= ​ 3 _ 4 ​, x)​ ​{x = 1, x = ​ 11 _ 3 ​}​ Beweise die Quotientenregel durch Ausführung der einzelnen Schritte. a) Stelle den Differentialquotienten von f an der Stelle x der Funktion f mit f​​(x) ​= ​ g​(x)​ _ h​(x)​ ​ auf und bringe diesen auf die Form: f​‘​(x) ​= ​lim​ z→x ​ ​ g​(z) ​· h​(x) ​− g​(x) ​· h​(z)​ ____________ ​(z − x) ​· h​(z) ​· h​(x)​ ​ b) Füge im Zähler den Ausdruck ​− g​(x) ​· h​(x) ​+ g​(x) ​· h​(x) ​ein und erkläre, warum dieser Schritt zulässig ist. c) Leite mit Hilfe des erhaltenen Ausdrucks die Quotientenregel her. Die Konstantenregel Um Funktionen der Form f​​(x) ​= g​(k · x)​zu differenzieren ​(k ∈ ℝ)​, wie z.B. ​f​(x) ​= ​(2 x) ​3​, kann eine weitere Regel verwendet werden. Natürlich kann man f​​(x) ​auch zuerst potenzieren und f anschließend mit der Potenzregel differenzieren, aber z.B. für f​​(x) ​= sin​(3 x) ​ist die Konstantenregel hilfreich. (Beweis auf Seite 273) Die Konstantenregel ​f​(x) ​= g​(k · x),​ ​k ∈ ℝ ​ f​‘​(x) ​= k · g‘​(k · x)​ t 589‌ t 590‌ t 591‌ 592‌ 593‌ Technologie Ó Technologie Anleitung Aufgabe 593 bb4v45 594‌ Merke Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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