Lösungswege Mathematik Oberstufe 7, Schülerbuch

160 Erweiterung der Differentialrechnung > Weitere Ableitungsregeln 7 Bestimme die erste Ableitung von f mit f​​(x) ​= ​(− 2 x) ​3 ​ a) indem zuerst umgeformt und dann differenziert wird b) durch Verwendung der Konstantenregel. a) ​f​(x) ​= − 8 ​x ​3 ​ ⇒ f‘​(x) ​= − 24 ​x ​2​ b) f​​(x) ​= (− 2 x)3 ⇒ f‘x = − 2 · 3 · ​(− 2 x) ​2 ​= − 6·4​x​4 ​= − 24 ​x ​2​ ​konstanter Faktor k = −2​ Bestimme die erste Ableitung von f 1) indem zuerst umgeformt und dann differenziert wird 2) durch Verwendung der Konstantenregel. a) ​f​(x) ​= ​(− 2 x) ​4​ c) ​f​(x) ​= ​(​9 _ 3 ​x) ​6​ e) ​f​(x) ​= ​(​2 _ 3 ​x) ​ 5 ​ g) ​f​(x) ​= ​(π · x) ​5​ b) f​​(x) ​= ​(3 x) ​2​ d) ​f​(x) ​= ​(​9 _ 2 ​x) ​8​ f) ​f​(x) ​= ​(− ​3 _ 4 ​x) ​ 3 ​ h) ​f​(x) ​= ​(2 x) ​8​ Bestimme die erste Ableitung von f und gib an, welche Regeln verwendet wurden. a) f​​(x) ​= ​(2 ​x ​3​) ​· ​(3 x) ​2​ b) ​f​(x) ​= ​(− 4 x) ​2 ​· ​(2 x) ​3​ c) ​f​(x) ​= ​ ​(3 x) ​3​ _ 2 x − 4​ d) ​f​(x) ​= ​ ​(− 5 x) ​2​ _ 2 ​x ​2 ​− 3 ​ Vervollständige den folgenden Satz, sodass er mathematisch korrekt ist. Ist (1) , dann ist (2) . (1) (2) ​f​(t) ​= r · h​(t)​, ​r ∈ ℝ​  ​f‘​(t) ​= r · h‘​(r · t)​, ​r ∈ ℝ​  ​f​(t) ​= h​(r · t)​, ​r ∈ ℝ​  ​f‘​(t) ​= r‘·h‘​(t)​, ​r ∈ ℝ​  ​f​(t) ​= ​ h​(t)​ _ r ​, ​r ∈ ℝ \ ​{0}​  ​f‘​(t) ​= h‘​(t)​, ​r ∈ ℝ​  Die Kettenregel Eine Verallgemeinerung der Konstantenregel ist die Kettenregel. Ist f die Verkettung zweier beliebiger Funktionen g und h ​(f​(x) ​= g​(h​(x)​)​)​, dann kann die Kettenregel verwendet werden (ohne Beweis). Die Kettenregel ​f​(x) ​= g​(h​(x)​) ​ ​f‘​(x) ​= g‘​(h​(x)​) ​· h‘​(x) ​ (kurz: „äußere Ableitung mal innere Ableitung“) (Dabei wird ​g‘​(h​(x)​) ​als äußere Ableitung und h​ ‘​(x) ​als innere Ableitung bezeichnet.) Bilde die erste Ableitung von f​​(x) ​= ​(3 ​x ​2 ​− 5 x) ​2 ​ a) ohne b) mit Verwendung der Kettenregel. a) ​f​(x) ​= 9 ​x​4 ​− 30 ​x ​3 ​+ 25 ​x​2 ​ ⇒ f‘​(x) ​= 36 ​x​3 ​− 90 ​x ​2 ​+ 50 x​ b) Die Funktion f ist eine Verkettung zweier Funktionen. Bei der Kettenregel muss die äußere Ableitung mit der inneren Ableitung multipliziert werden: ​f‘​(x) ​= 2 · (3 x2 − 5 x) · (6 x − 5) = 2 · ​(18 ​x ​3 ​− 45 ​x ​2 ​+ 25 x) ​= 36 ​x​3 ​− 90 ​x ​2 ​+ 50 x​ ​„äußere Ableitung“​ ​„innere Ableitung“​ Bilde die erste Ableitung von f 1) ohne 2) mit Verwendung der Kettenregel. a) ​f​(x) ​= ​(− 3 ​x ​2 ​+ 1) ​2​ c) ​f​(x) ​= ​(− 3 ​x ​3 ​+ 2 x) ​2​ e) ​f​(x) ​= ​(− 2x + ​x​2​) ​3​ b) ​f​(x) ​= ​(2 ​x ​3 ​+ 1) ​2​ d) ​f​(x) ​= ​(− ​x ​2 ​+ 3 x) ​2​ f) ​f​(x) ​= ​(− 3 ​x ​3 ​+ 2 x) ​3​ Muster 595‌ t 596‌ t 597‌ AN-R 2.1 M1 598‌ Merke Muster 599‌ { { t 600‌ Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv

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