Die Ableitungsregeln gehören zu den Grundlagen der Mathematik und spielen vor allem in der gymnasialen Oberstufe eine bedeutende Rolle. Die Potenzregel oder Faktorregel Begonnen werden soll mit der sogenannten Potenz- oder auch Faktorregel. Diese wird immer angewandt, denn eine Potenz vorliegt. Für die richtige Ableitung wird die entsprechende Formel benutzt: Die Ableitung wird also gebildet, in dem von der Potenz eins abgezogen wird. Die ursprüngliche Potenz (n) wird dann vor das x gezogen. Beispiel für die Potenz-/Faktorregel: Um die Ableitung zu bilden, muss die 3 vor dass das x gezogen werden. Die Potenz wird anschließend um 1 reduziert. Die Summenregel Die Summenregel wird immer angewandt, wenn eine endliche Summe vorliegt. Sie besagt, dass immer gliedweise abgeleitet wird. Was sich im ersten Moment kompliziert anhört, wird am besten anhand von Beispielen deutlich. Beispiel für die Summenregel: Es wird also deutlich, dass hier letztendlich nur die Potenzregel angewendet wird. Ableitungen Vermischte Aufgaben - Level 2 Blatt 2. Die Einzelteile der Summe werden dabei eigenständig betrachtet und ergeben zusammen die Ableitung.
Mit den Übungsaufgaben kannst du überprüfen, ob du auch alle Ableitungsregeln anwenden kannst. Viel Erfolg dabei!
Man kann die Ableitung mit Produkt- und Kettenregel bilden.
Beispiel 4 Berechne alle partiellen Ableitungen der Funktion $f(x, y) = 2x + 3y$. Wenn wir die Funktion nach $x$ ableiten, wird $y$ gleich Null. $$ f_x = 2 + 0 = 2 $$ Wenn wir die Funktion nach $y$ ableiten, wird $x$ gleich Null. $$ f_y = 0 + 3 = 3 $$ Sind die beiden Variablen $x$ und $y$ multiplikativ verknüpft, kommt die Faktorregel zum Einsatz: Ein konstanter Faktor bleibt beim Ableiten erhalten. Beispiel 5 Berechne alle partiellen Ableitungen der Funktion $f(x, y) = 5xy$. Wenn wir die Funktion nach $x$ ableiten, bleibt $y$ erhalten. $$ f_x = 5y $$ Wenn wir die Funktion nach $y$ ableiten, bleibt $x$ erhalten. $$ f_y = 5x $$ Partielle Ableitungen höherer Ordnung Im Zusammenhang mit partiellen Ableitungen spricht man von einer Ableitung 1. Ableitungen beispiele mit lösungen di. Ordnung, wenn einmal abgeleitet wurde. Falls die Funktion jedoch zweimal abgeleitet wurde, spricht man von der partiellen Ableitung 2. Ordnung. Entsprechend berechnet man die 3. und 4. Ordnung (usw. ). Beispiel 6 $$ f(x, y) = x^2 + xy + 2y^2 $$ Partielle Ableitungen 1.
In der Oberstufe wird meist nur die Exponentialfunktion zur Basis $\operatorname{e} \approx 2{, }71828$ (Eulersche Zahl) betrachtet, weil für diese Basis die Ableitung besonders einfach ist: Die Ableitung der e-Funktion ist die e-Funktion: $f(x)=\operatorname{e}^x \quad \Rightarrow \quad f'(x)=\operatorname{e}^x$ Die Grundableitung ist also sehr einfach, aber man benötigt praktisch immer die Kettenregel und Produktregel zur Ableitung der üblichen Funktionen. Manchmal (in Hessen nur im LK) ist auch die Quotientenregel erforderlich. Beispiele für den Grundkurs Für hessische Grund kurse sind im Abitur momentan laut Lehrplan nur die Beispiele 1 bis 7 wichtig.
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