Anwenden der Ableitungsregeln – Einfache Übungsaufgaben

Lehrkräfte-Hinweis zum Einsatz

Dieses Modul ist als Lehrkräfte-Ansicht vorbereitet. Die Inhalte können in Moodle als Text- und Medienfeld eingefügt und anschließend an Lerngruppe, Buchseite, Aufgabenstellung und vorhandene Materialien angepasst werden.

MathematikE-PhaseAnalysis: Ableitungsregeln

Differenzierte Hilfen

Die Hilfen sind bewusst sichtbar als feste Sections angelegt, damit sie in Moodle ohne JavaScript, Buttons oder Aufklappfunktionen funktionieren.

Hilfe A – Einstieg

Formuliere zuerst in eigenen Worten, worum es in Anwenden der Ableitungsregeln – Einfache Übungsaufgaben geht. Markiere Schlüsselbegriffe, bekannte Größen, Operatoren und unklare Stellen.

Hilfe B – Vorgehen

Rechenweg strukturieren: Gegebenes markieren, passende Formel/Verfahren auswählen, Zwischenschritte sauber notieren und Ergebnis im Kontext prüfen.

Hilfe C – Vertiefung

Vertiefung: alternative Lösungswege vergleichen, typische Fehler markieren und begründen, warum ein Verfahren hier besonders geeignet ist.

Schritt-für-Schritt-Vorgehen / Erwartungshorizont

Diese Vorlage kann als Erwartungshorizont, Musterlösung oder Hilfekarte genutzt werden.

  1. Aufgabe lesen und gesuchte Größe/Fragestellung notieren.
  2. Geeignete Darstellungsform, Formel oder Verfahren auswählen.
  3. Rechnung mit nachvollziehbaren Zwischenschritten durchführen.
  4. Ergebnis prüfen: Vorzeichen, Einheit, Plausibilität und Bezug zur Aufgabe.
  5. Antwortsatz oder kurze Deutung formulieren.
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Anwenden der Ableitungsregeln – Einfache Übungsaufgaben
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Grundlagen der Ableitungsregeln

In diesem Modul übst du das Ableiten mithilfe der Potenz-, Konstanten-, Faktor- und Summenregel. Du lernst, wie man Funktionen systematisch ableitet und den jeweiligen Regeln anwendet.

Tipp: Achte bei den Beispielen darauf, die Regeln Schritt für Schritt anzuwenden.

Arbeitsauftrag: Bearbeite die folgenden Aufgaben zum Ableiten! Beantworte die Frage: "Wie hängt die 1. Ableitungsfunktion mit der Funktion zusammen, die man durch die h-Methode und zwei allgemeinen Punkten erhält?"

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Auf Summen-, Faktor-, Potenz- und Konstantenregel konzentrieren!

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Auf Summen-, Faktor-, Potenz- und Konstantenregel konzentrieren!

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Übungen zum Selbermachen!

Bearbeite die folgenden Aufgaben. Wende dazu die Potenz-, Faktor-, Summen- und Konstantenregel an. Markiere immer, welche Ableitungsregeln du verwendet hast!

  1. 1. f(x) = 3x² + 5
  2. 2. f(x) = 4x³ – 2x
  3. 3. f(x) = 7x – 9
  4. 4. f(x) = 2x² + 3x + 1
  5. 5. f(x) = -x³ + 4
  6. 6. f(x) = 6x² - 3x + 2
  7. 7. f(x) = 5x + 8
  8. 8. f(x) = x³ - 2x² + x
  9. 9. f(x) = 9x² - 7
  10. 10. f(x) = 2x³ + x² - 4
  11. 11. f(x) = -3x + 6
  12. 12. f(x) = 4x² + 2x - 5
  13. 13. f(x) = x³ + 3x
  14. 14. f(x) = 7 - 2x²
  15. 15. f(x) = 3x³ - x + 4
  16. 16. f(x) = -x² + 5x
  17. 17. f(x) = 2x + 3
  18. 18. f(x) = 5x² - 4x + 1
  19. 19. f(x) = x³ - 3x² + 2x
  20. 20. f(x) = 6 - x
  21. 21. f(x) = 2x⁴ - 3x³ + x - 5
  22. 22. f(x) = 5x³ + 4x² - 7x + 6
  23. 23. f(x) = -3x⁴ + x³ - 2x² + x
  24. 24. f(x) = 7x² + 11x - 9
  25. 25. f(x) = 4x⁵ - 2x³ + 3x² - 8
  26. 26. f(x) = -2x³ + 9x² - x + 4
  27. 27. f(x) = 3x⁴ + 5x³ - x² + 6x - 2
  28. 28. f(x) = 6x³ - 4x² + 5
  29. 29. f(x) = x⁵ - x⁴ + 2x³ - 3x² + 4x - 1
  30. 30. f(x) = 2x⁴ + 3x³ - 5x + 9
  31. 31. f(x) = 5x⁵ - 2x⁴ + 7x² - 3
  32. 32. f(x) = 4x³ + 2x² - 8x + 10
  33. 33. f(x) = -x⁴ + 6x³ - 4x + 3
  34. 34. f(x) = x⁶ - 2x⁴ + x² - 5
  35. 35. f(x) = 3x³ + 6x² - 2x + 8
  36. 36. f(x) = 4x⁴ - 7x³ + 5x² - x + 2
  37. 37. f(x) = 2x⁵ + 3x⁴ - 9x³ + 4x - 7
  38. 38. f(x) = -3x⁴ + 7x³ - 2x² + x - 3
  39. 39. f(x) = x⁵ - 4x⁴ + 3x³ - 2x² + x
  40. 40. f(x) = 6x⁴ - 3x³ + 2x² - 5x + 1
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Für die Schnellen:

Produktregel: Für Funktionen der Form f(x) = u(x) · v(x) gilt, dass ihre Ableitung durch f '(x) = u '(x)·v(x) + u(x)·v '(x) bestimmt wird.

Beispielaufgabe:

Gegeben sei f(x) = x · (3x² + 2).
Dabei wählen wir u(x) = x mit u '(x) = 1 und v(x) = 3x² + 2, woraus v '(x) = 6x folgt.
Somit erhalten wir:

f '(x) = 1·(3x² + 2) + x·(6x) = 3x² + 2 + 6x² = 9x² + 2.

  1. 1. f(x) = x · (2x + 1)
  2. 2. f(x) = (x + 3) · (x - 2)
  3. 3. f(x) = (5x²) · (2x + 4)
  4. 4. f(x) = (2 - x) · (x² + 1)
  5. 5. f(x) = (3x + 4) · (4x - 5)
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Hilfen

Hilfe: Potenzregel

Die Potenzregel besagt: f(x)=xⁿ → f '(x)= n * xⁿ⁻¹. Beispiel: f(x)=x² → f '(x)=2x.

Hilfe: Konstantenregel

Die Ableitung einer Konstante ist 0. Beispiel: f(x)=5 → f '(x)=0.

Hilfe: Faktorregel

Bei der Faktorregel bleibt der konstante Faktor erhalten: f(x)=c·g(x) → f '(x)= c·g '(x).

Hilfe: Summenregel

Die Summenregel besagt, dass die Ableitung einer Summe von Funktionen gleich der Summe der Ableitungen ist: f(x)=g(x)+h(x) → f '(x)= g '(x)+h '(x).

Lösungen der Übungsaufgaben
  • 1. f'(x) = 6x
  • 2. f'(x) = 12x² – 2
  • 3. f'(x) = 7
  • 4. f'(x) = 4x + 3
  • 5. f'(x) = -3x²
  • 6. f'(x) = 12x – 3
  • 7. f'(x) = 5
  • 8. f'(x) = 3x² – 4x + 1
  • 9. f'(x) = 18x
  • 10. f'(x) = 6x² + 2x
  • 11. f'(x) = -3
  • 12. f'(x) = 8x + 2
  • 13. f'(x) = 3x² + 3
  • 14. f'(x) = -4x
  • 15. f'(x) = 9x² – 1
  • 16. f'(x) = -2x + 5
  • 17. f'(x) = 2
  • 18. f'(x) = 10x – 4
  • 19. f'(x) = 3x² – 6x + 2
  • 20. f'(x) = -1
  • 21. f'(x) = 8x³ – 9x² + 1
  • 22. f'(x) = 15x² + 8x – 7
  • 23. f'(x) = -12x³ + 3x² – 4x + 1
  • 24. f'(x) = 14x + 11
  • 25. f'(x) = 20x⁴ – 6x² + 6x
  • 26. f'(x) = -6x² + 18x – 1
  • 27. f'(x) = 12x³ + 15x² – 2x + 6
  • 28. f'(x) = 18x² – 8x
  • 29. f'(x) = 5x⁴ – 4x³ + 6x² – 6x + 4
  • 30. f'(x) = 8x³ + 9x² – 5
  • 31. f'(x) = 25x⁴ – 8x³ + 14x
  • 32. f'(x) = 12x² + 4x – 8
  • 33. f'(x) = -4x³ + 18x² – 4
  • 34. f'(x) = 6x⁵ – 8x³ + 2x
  • 35. f'(x) = 9x² + 12x – 2
  • 36. f'(x) = 16x³ – 21x² + 10x – 1
  • 37. f'(x) = 10x⁴ + 12x³ – 27x² + 4
  • 38. f'(x) = -12x³ + 21x² – 4x + 1
  • 39. f'(x) = 5x⁴ – 16x³ + 9x² – 4x + 1
  • 40. f'(x) = 24x³ – 9x² + 4x – 5
  • Lösungen der Übungsaufgaben für Schnelle

    Aufgabe 1: f(x) = x · (2x + 1)

    Lösung:

    • u(x) = x  →  u '(x) = 1
    • v(x) = 2x + 1  →  v '(x) = 2
    • f '(x) = 1·(2x + 1) + x·2 = (2x + 1) + 2x = 4x + 1
  • Aufgabe 2: f(x) = (x + 3) · (x - 2)

    Lösung:

    • u(x) = x + 3  →  u '(x) = 1
    • v(x) = x - 2  →  v '(x) = 1
    • f '(x) = 1·(x - 2) + (x + 3)·1 = (x - 2) + (x + 3) = 2x + 1
  • Aufgabe 3: f(x) = (5x²) · (2x + 4)

    Lösung:

    • u(x) = 5x²  →  u '(x) = 10x
    • v(x) = 2x + 4  →  v '(x) = 2
    • f '(x) = 10x·(2x + 4) + 5x²·2 = 20x² + 40x + 10x² = 30x² + 40x
  • Aufgabe 4: f(x) = (2 - x) · (x² + 1)

    Lösung:

    • u(x) = 2 - x  →  u '(x) = -1
    • v(x) = x² + 1  →  v '(x) = 2x
    • f '(x) = (-1)·(x² + 1) + (2 - x)·(2x) = -x² - 1 + 4x - 2x² = -3x² + 4x - 1
  • Aufgabe 5: f(x) = (3x + 4) · (4x - 5)

    Lösung:

    • u(x) = 3x + 4  →  u '(x) = 3
    • v(x) = 4x - 5  →  v '(x) = 4
    • f '(x) = 3·(4x - 5) + (3x + 4)·4 = 12x - 15 + 12x + 16 = 24x + 1