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mathe:sek-ii:e2:exp-fkt:l7-ableitung-exp

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mathe:sek-ii:e2:exp-fkt:l7-ableitung-exp [2021-05-02 11:14] – [BetterBox#12] christian.webermathe:sek-ii:e2:exp-fkt:l7-ableitung-exp [2024-05-17 08:48] (aktuell) – [BetterBox#12] christian.weber
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 <grid> <grid>
 <info w1|**Info**> <info w1|**Info**>
-Die meiste Zeit in der E-Phase haben wir uns mit dem Thema Ableitungen befasst. In der ektuellen Einheit zum Thema Exponentialfunktionen sind diese noch nicht vorgekommen. Nun ist es soweit!+Die meiste Zeit in der E-Phase haben wir uns mit dem Thema Ableitungen befasst. In der aktuellen Einheit zum Thema Exponentialfunktionen sind diese noch nicht vorgekommen. Nun ist es soweit!
 </info> </info>
 <aufgabe w2|**Aufgabe 1**> <aufgabe w2|**Aufgabe 1**>
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 **e)** Nun gilt es nur noch herauszufinden, welche Funktionsgleichung dahinter steckt. Hast du eine Idee? Schreibe deine Vermutung auf und begründe sie. **e)** Nun gilt es nur noch herauszufinden, welche Funktionsgleichung dahinter steckt. Hast du eine Idee? Schreibe deine Vermutung auf und begründe sie.
  
-**d)** Überprüfe deine Vermutung, indem du das Häkchen für "Ableitung" setzt.+**f)** Überprüfe deine Vermutung, indem du das Häkchen für "Ableitung" setzt.
 </aufgabe> </aufgabe>
 <beispiel w2|**Geogebra**> <beispiel w2|**Geogebra**>
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 </beispiel> </beispiel>
 <merksatz w1> <merksatz w1>
-Die Ableitung der Exponentialfunktionen $f(x)=2^x$ ist die Exponentialfunktion selbst mit einem (noch nicht genau bestimmbaren) Vorfaktor:+Die Ableitung der Exponentialfunktion $f(x)=2^x$ ist die Exponentialfunktion selbst mit einem (noch nicht genau bestimmbaren) Vorfaktor:
  
 $$f(x)=2^x \implies f'(x)=0,69\cdot2^x$$ $$f(x)=2^x \implies f'(x)=0,69\cdot2^x$$
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 <bbox w3-2> <bbox w3-2>
  
-Natürlich kommen wir nicht ganz drum herum, die Ableitungsfunktion auch rechnerisch zu bestimmen. Hierzu nehmen wir uns wie schon von den Polynomen bekannt, den Differentialquotienten zur Hilfe.+Natürlich kommen wir nicht ganz drum herum, die Ableitungsfunktion auch rechnerisch zu bestimmen. Hierzu nehmen wir uns wie schon von den Polynomen bekannten Differentialquotienten zur Hilfe.
 \\ \\
  
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 </bbox> </bbox>
 <bbox w3 center dotted white|**Erinnerung:** Differentialquotient> <bbox w3 center dotted white|**Erinnerung:** Differentialquotient>
-$$f'(x)=\lim_{h\to 0}{\frac{f(x+1)-f(x)}{h}}$$+$$f'(x)=\lim_{h\to 0}{\frac{f(x+h)-f(x)}{h}}$$
 </bbox> </bbox>
 </grid> </grid>
  
 $$\begin{array}{rclcl} $$\begin{array}{rclcl}
-f'(x) &=&\lim_{h\to 0}{\frac{f(x+1)-f(x)}{h}}&|&\text{Einsetzen von f(x)}\\+f'(x) &=&\lim_{h\to 0}{\frac{f(x+h)-f(x)}{h}}&|&\text{Einsetzen von f(x)}\\
 &=&\lim_{h\to 0}{\frac{2^{(x+h)}-2^x}{h}}&|&\text{Potenzgesetz }a^{(b+c)}=a^b\cdot a^c\\ &=&\lim_{h\to 0}{\frac{2^{(x+h)}-2^x}{h}}&|&\text{Potenzgesetz }a^{(b+c)}=a^b\cdot a^c\\
 &=&\lim_{h\to 0}{\frac{2^x\cdot2^h-2^x}{h}}&|&\text{Ausklammern von }2^x\text{ im Zähler}\\ &=&\lim_{h\to 0}{\frac{2^x\cdot2^h-2^x}{h}}&|&\text{Ausklammern von }2^x\text{ im Zähler}\\
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 $$\begin{array}{rclcl} $$\begin{array}{rclcl}
-(2^x)'&=&\left(\lim_{h \to 0}{\frac{2^h-1}{h}}\right)\cdot 2^x&\approx& 0,693\cdot 2^x\\ +(2,7^x)'&=&\left(\lim_{h \to 0}{\frac{2,7^h-1}{h}}\right)\cdot 2,7^x&\approx& 0,99\cdot 2,7^x\\ 
-(2,7^x)'&=&\left(\lim_{h \to 0}{\frac{1,5^h-1}{h}}\right)\cdot 1,5^x&\approx& 0,99\cdot 1,5^x\\ +(2,8^x)'&=&\left(\lim_{h \to 0}{\frac{2,8^h-1}{h}}\right)\cdot 2,8^x&\approx& 1,03\cdot 2,8^x\\
-(3^x)'&=&\left(\lim_{h \to 0}{\frac{3^h-1}{h}}\right)\cdot 3^x&\approx& 1,099\cdot 3^x\\+
 \end{array}$$ \end{array}$$
  
-Die gesuchte Exponentialfunktion $f(x)=e^x$ liegt also mit ihrer Basis $e$ irgendwo zwischen $2,7$ und $3$+Die gesuchte Exponentialfunktion $f(x)=e^x$ liegt also mit ihrer Basis $e$ irgendwo zwischen $2,7$ und $2,8$
 </beispiel> </beispiel>
 <merksatz w1> <merksatz w1>
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 Die Zahl $e$ ist definiert durch $\lim_{h\to 0}{\frac{e^h-1}{h}=1}$, der Wert der Eulerschen Zahl beträgt ca. $e\approx2,718...$ Die Zahl $e$ ist definiert durch $\lim_{h\to 0}{\frac{e^h-1}{h}=1}$, der Wert der Eulerschen Zahl beträgt ca. $e\approx2,718...$
 +
 +Den zur eulerschen Zahl zugehörigen Logarithmus $\log_e(x) = \log_{2,718...}(x)$ nennt man auch den **natürlichen Logarithmus** und man bezeichnet ihn mit $ln(x)$ (logarithmus naturalis).
 </bbox> </bbox>
 </merksatz> </merksatz>
 +<aufgabe w1|**Aufgabe 3**>
 +
 +**a)** Gegeben sei die Funktion $f(x)=e^x$. Berechne, für welches $x$ die Funktion den Wert $f(x)=2$ annimmt.
 +
 +**b)** Bearbeite im Buch S. 223 das Beispiel, verwende GeoGebra um die Graphen zu zeichnen. Bearbeite anschließend Aufgabe 5 auf S. 223.
 +</aufgabe>
 </grid> </grid>
mathe/sek-ii/e2/exp-fkt/l7-ableitung-exp.1619946850.txt.gz · Zuletzt geändert: 2021-05-02 11:14 von christian.weber