Functions

Aufgabe 3

Gegeben ist die Funktion \(f: \mathbb{R}\longrightarrow \mathbb{R}\) mit
\(\qquad f(x)=3^x\cdot (x+1)\)
Geben Sie die Schnittpunkte mit den Achsen an.
Berechnen Sie die Ableitungsfunktion und geben Sie an, welche Ableitungsregeln Sie verwendet haben.
Lösung:
Schnittpunkt mit der \(x\)-Achse:\(\qquad N(-1\,|\,0)\)
Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse:\(\qquad S_y(0|1)\)
Die Ableitungsfunktion lautet:
\(\qquad f'(x)=3^x\cdot(\ln(3)\cdot x+\ln(3)+1)\)
Zur Berechnung der Ableitung wurden die Konstantenregel, die Potenzregel, die Summenregel, die Produktregel und die Kettenregel verwendet.
Erläuterung:
Zur Berechnung des Schnittpunkts mit der \(x\)-Achse müssen wir erst die Nullstellen berechnen:
\(\qquad f(x)=3^x\cdot (x+1)=0\)
Da \(3^x\) größer \(0\) ist, können wir durch \(3^x\) dividieren und erhalten
\(\qquad x+1=0\)
\(\qquad x=-1\)
Die Nullstelle liegt bei \(-1\). Der Schnittpunkt mit der \(x\)-Achse lautet also \(N(-1\,|\,0)\).
Zur Berechnung des Schnittpunkts mit der \(y\)-Achse müssen wir den \(y\)-Achsenabschnitt berechnen:
\(\qquad f(0)=3^0\cdot (0+1)=1\cdot 1=1\)
Der \(y\)-Achsenabschnitt liegt bei \(1\). Der Schnittpunkt mit der \(y\)-Achse lautet also \(S_y(0\,|\,1)\).
Zur Berechnung der Ableitung wurden die Konstantenregel, die Potenzregel, die Summenregel, die Produktregel und die Kettenregel verwendet.
\(\qquad f'(x)=\overbrace{\underbrace{(3^x)'}_{\substack{\textsf{Ketten-} \\ \textsf{regel}}}\cdot (x+1)+3^x\cdot\underbrace{(\underbrace{x}_{\substack{\textsf{Potenz-} \\ \textsf{regel}}}+\underbrace{1}_{\substack{\textsf{Konstanten-} \\ \textsf{regel}}})'}_{\substack{\textsf{Summen-} \\ \textsf{regel}}}}^{\textsf{Produktregel}}\)
\(\qquad f'(x)=\ln(3)\cdot 3^x\cdot (x+1)+3^x\cdot 1\)
\(\phantom{\qquad f'(x)}=3^x\cdot \big(\ln(3)\cdot (x+1)+1\big)\) \(=3^x\cdot (\ln(3)\cdot x+\ln(3)+1)\)
\(\enspace\)