Natürliche Exponentialfunktion: Unterschied zwischen den Versionen
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==Euler'sche Zahl e== | ==Euler'sche Zahl e== | ||
Die Euler'sche Zahl ist <math>e \approx 2,71828... </math>. | Die '''Euler'sche Zahl''' ist <math>e \approx 2,71828...</math>. | ||
==Herleitung der Euler'schen Zahl e== | ==Herleitung der Euler'schen Zahl e== | ||
Wir verwenden, dass die [[Exponentialfunktion#Ableitung|Ableitung]] einer Exponentialfunktion der Form <math>f( | Wir verwenden, dass die [[Exponentialfunktion#Ableitung|Ableitung]] einer Exponentialfunktion der Form <math>f(x)=a^x</math> durch <math>f'(x)=ca^x</math> gegeben ist. Wir setzen <math>c=1</math> und ermitteln eine Basis <math>a</math>, so dass <math> f(x)=a^x </math> die Ableitung <math>f'(x)=a^x</math> hat: | ||
<math> c=1</math> | <math> c=1</math> | ||
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<math>a \approx \sqrt[h]{h+1} </math> | <math>a \approx \sqrt[h]{h+1} </math> | ||
Lassen wir <math>h</math> gegen 0 laufen, erhalten wir <math>a \approx 2,71828... </math>. | Lassen wir <math>h</math> gegen 0 laufen, erhalten wir <math>a \approx 2,71828... </math>. Dies ist die Euler'sche Zahl <math>e</math>. | ||
==Definition== | |||
Die [[Funktion]] <math>f:\mathbb{D}_f \rightarrow \mathbb{R}</math> der Form <math>f(x)=e^x</math> mit der Euler'schen Zahl <math>e</math> heißt '''natürliche Exponentialfunktion''' oder '''e-Funktion''' und hat die [[Ableitung]] <math>f'(x)=e^x</math>. | |||
== | ==Erweiterte Form== | ||
Eine [[Funktion]] <math>f:\mathbb{D}_f \rightarrow \mathbb{R}</math> der Form <math>f(x)=c \cdot e^{\lambda x}+d</math> mit <math>a,~c,~d,~\lambda \in \mathbb{R},~a \geq 0,~a \neq 1</math> heißt '''erweiterte e-Funktion'''. . | |||
==Beispiele== | |||
===Graphen von e-Funktionen=== | |||
[[Datei:E-FunktionGraphen1.png|mini|Graphen von <math>f(x)=e^x</math>,<math>f_1(x)=e^{2x}</math>, <math>f_2(x)=e^{x+2}</math>, <math>f_3(x)=-e^x</math>, <math>f_4(x)=(-2x^2+3)e^x-4</math>]] | |||
Auf der rechten Seite sehen wir die Graphen einer e-Funktion und von e-Funktionen in erweiterter Form. <math>f</math> zeigt die e-Funktion. <math>f_1</math> verläuft im Vergleich zu <math>f</math> steiler. Schiebt man <math>f</math> um zwei Stellen nach rechts, erhält man <math>f_2</math>. Wird <math>f</math> an der x-Achse gespiegelt, erhalten wir <math>f_3</math>. <math>f_4</math> entsteht aus <math>f</math>, indem der Graph abschnittsweise die Form des Polynoms <math>-2x^2+3</math> annimmt und für <math>x</math> gegen <math>- \infty</math> <math>y=4</math> als Asymptote hat. | |||
===Ableitungen von e-Funktionen=== | |||
Wir bilden die Ableitungen von <math>f,g,h</math>: | |||
*<math>f(x)=e^x</math> | |||
**<math>f'(x)=e^x</math> | |||
**<math>f''(x)=e^x</math> | |||
*<math>g(x)=e^x-3x^2+3</math> | |||
**<math>g'(x)=e^x-6x</math> | |||
**<math>g''(x)=e^x-6</math> | |||
*<math>h(x)=(-2)e^x-3x^4+3x</math> | |||
**<math>h'(x)=(-2)e^x-12x^3+3</math> | |||
**<math>h''(x)=e^x-36x^2</math> | |||
[[Kategorie:Mathematische Funktion]] | |||
[[Kategorie:AHR_WuV_Mathe_GK]] |