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Forum "Differentiation" - Differentiation
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Differentiation: Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:26 So 20.01.2008
Autor: chipbit

Aufgabe
Machen Sie durch Angabe eines maximalen Definitionsbereiches aus folgenden Termen differenzierbare, reelle Funktionen und leiten Sie sie ab:
a) [mm] log(x^4 [/mm] exp(7x))
b) [mm] x^x [/mm]

Hallo,
also ich weiß ja was an sich der maximale Definitonsbereich ist (alle Werte die eingesetzt werden können, ohne das mathematische Regeln verletzt werden, wie z.B. das dividieren durch 0 etc.). Aber bei den beiden Formeln komme ich irgendwie nicht weiter. Genauso mit den Ableitungen.
Bei b) habe ich mir zu der Ableitung überlegt, ob das im Prinzip ist wie bei [mm] x^n, [/mm] da wäre die Ableitung ja [mm] nx^{n-1}. [/mm] Wäre die Ableitung von [mm] x^x [/mm] dann [mm] xx^{x-1}? [/mm] Ich weiß grad echt nicht weiter. Kann mir vielleicht jemand dabei ein wenig helfen?

        
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Differentiation: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:42 So 20.01.2008
Autor: schachuzipus

Hallo chipbit,

bei (a) bedenke, dass der [mm] $\log$ [/mm] nur für positive Argumente definiert ist.

Hier ist das Argument [mm] $x^4\cdot{}e^{7x}$. [/mm]

Das ist für alle [mm] x\neq [/mm] 0 sicher >0, denn [mm] x^4>0 [/mm] und [mm] e^{(...)} [/mm] sowieso

Also ist das Ding [mm] $\log\left(x^4\cdot{}e^{7x}\right)$ [/mm] definiert für [mm] $x\in\IR\setminus\{0\}$ [/mm]

Die Ableitung kannst du mit der Kettenregel machen, das ist nicht wild, es kürzt sich nachher vieles weg.

Bei der (b) kannst du das nicht nach dem Prinzip wie bei [mm] $x^n$ [/mm] ableiten, wo n eine feste Zahl ist


Denke hier an die Definition der allg. Potenz [mm] $a^b=e^{b\cdot{}\ln(a)}$ [/mm]

Wenn du so das [mm] $x^x$ [/mm] umschreibst, fällt dir direkt was zum Definitionsbereich und zur Ableitung ein ;-)


LG

schachuzipus

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Differentiation: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:58 So 20.01.2008
Autor: chipbit

Wäre bei b) dann die Ableitung [mm] e^{xlnx} [/mm] ? Und der Definitonsbereich wäre dann ja wegen dem lnx D={x [mm] \in \IR [/mm] |x>0} ? Oder?
Mh, zu a) habe ich aber noch eine Frage, die Kettenregel ist mir an sich ja klar, die Ableitung für [mm] log_a [/mm] x ist als [mm] \bruch{1}{ln_a} \bruch{1}{x} [/mm] definiert? Was ist denn hier jetzt aber a?

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Differentiation: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:14 So 20.01.2008
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

ist das nicht der 10er Logarithmus?

Aber ist ja egal, du bekommst doch bloß eine mögliche zusätzliche multiplikative Konstante:

Wenn du's in den [mm] $\ln$ [/mm] umrechnest, hast du [mm] $\log\left(x^4\cdot{}e^{7x}\right)=\frac{\ln\left(x^4\cdot{}e^{7x}\right)}{\ln(10)}=\frac{1}{\ln(10)}\cdot{}\ln\left(x^4\cdot{}e^{7x}\right)$ [/mm]

Bei der Ableitung bleibt das [mm] $\frac{1}{\ln(10)}$ [/mm] dann als mult. Konstante

Bei Bedarf ersetze 10 durch a ;-)

Gruß

schachuzipus

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Differentiation: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:15 So 20.01.2008
Autor: chipbit

ah okay...war das, was ich für [mm] x^x [/mm] geschrieben hatte denn richtig?

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Differentiation: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:22 So 20.01.2008
Autor: schachuzipus

Hallo,

ja, ich Nase [sorry] - voll übersehen [kopfschuettel]

Der Definitionsbereich stimmt, das ist [mm] \IR^+ [/mm]

Aber die Ableitung musst du schon nach Kettenregel machen.

Es ist [mm] $f(x)=x^x=e^{x\cdot{}\ln(x)}$ [/mm]

Dann ist [mm] $f'(x)=\underbrace{e^{x\cdot{}\ln(x)}}_{\text{äußere Ableitung}}\cdot{}\underbrace{\left(x\cdot{}\ln(x)\right)'}_{\text{innere Ableitung}}$ [/mm]

[mm] $=x^x\cdot{}\text{(das kriegst du mit Produktregel hin)}$ [/mm] ;-)


LG

schachuzipus

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Differentiation: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:38 So 20.01.2008
Autor: chipbit

Also wäre die Ableitung dann: [mm] x^x \mdot(lnx+1) [/mm] ? oder hab ich das wieder falsch gemacht?
Ich hab noch allgemein die Frage, ich weiß das die Ableitung von [mm] (e^x)'= e^x [/mm] ist. Wie is das bei [mm] e^{7x} [/mm] ?

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Differentiation: Hinweis: Kettenregel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:46 So 20.01.2008
Autor: Loddar

Hallo chipbit!


> Also wäre die Ableitung dann: [mm]x^x \mdot(lnx+1)[/mm] ?

[ok] Richtig!



> Ich hab noch allgemein die Frage, ich weiß das die
> Ableitung von [mm](e^x)'= e^x[/mm] ist. Wie is das bei [mm]e^{7x}[/mm] ?

Es gilt dann gemäß MBKettenregel:  [mm] $\left( \ e^{7x} \ \right)' [/mm] \ = \ [mm] e^{7x}*7$ [/mm] .


Gruß
Loddar


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Differentiation: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 23:54 So 20.01.2008
Autor: chipbit

Okay Danke!
Dann wäre die Ableitung für [mm] (log(x^4 e^{7x}))'= \bruch{1}{ln(10)} \bruch{1}{x^4 e^{7x}} 4x^3 7e^{7x} =\bruch{1}{ln(10)} \bruch{28}{x} [/mm] nicht wahr?

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Differentiation: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 23:58 So 20.01.2008
Autor: schachuzipus

Hi chipbit,

nicht ganz, bedenke, dass du die innere Ableitung  [mm] $\left[x^4\cdot{}e^{7x}\right]'$ [/mm] mit der Produktregel angehen musst....


Aber es ist nahe dran !!

LG

schachuzipus

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Differentiation: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 00:07 Mo 21.01.2008
Autor: chipbit

ach jaaa, *vorn Kopf klatsch*...mh...*rechne*
dann komm ich, in der Hoffnung nicht wieder was falsch gemacht zu haben, auf: [mm] \bruch{1}{ln(10)} \bruch{(4x^3+7x^4)}{x^4} [/mm]


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Differentiation: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 00:11 Mo 21.01.2008
Autor: schachuzipus

Hallo,

> ach jaaa, *vorn Kopf klatsch*...mh...*rechne*
>  dann komm ich, in der Hoffnung nicht wieder was falsch
> gemacht zu haben, auf: [mm]\bruch{1}{ln(10)} \bruch{(4x^3+7x^4)}{x^4}[/mm] [daumenhoch]

[mm] $=\frac{1}{\ln(10)}\cdot{}\left(\frac{4}{x}+7\right)$ [/mm]

>  


LG

schachuzipus

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Differentiation: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 00:19 Mo 21.01.2008
Autor: chipbit

ah super! Danke für die Geduld und Hilfe! :D

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Differentiation: Tipp: Logarithmusgesetz
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 00:02 Mo 21.01.2008
Autor: Loddar

Hallo chipbit!


Ein Tipp, um sich hier die Ableitungsarbeit wesentlich zu erleichtern ... verwende zunächst eines der MBLogarithmusgesetze und forme um:

[mm] $$\log\left(x^4*e^{7x}\right) [/mm] \ = \ [mm] \log\left(x^4\right)+\log\left(e^{7x}\right) [/mm] \ = \ [mm] 4*\log(x)+7x*\log(e)$$ [/mm]

Gruß
Loddar


PS: wie ist denn bei euch [mm] $\log(...)$ [/mm] definiert? Als natürlicher Logaritmus zur Basis $e_$ : [mm] $\log(x) [/mm] \ := \ [mm] \log_e(x)$ [/mm] ?


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Bezug
Differentiation: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 00:23 Mo 21.01.2008
Autor: chipbit

Vielen Dank für den Tipp! :)

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