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. Erklärung 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. Schaubild 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. \(\qquad f'(x)=\overbrace{\underbrace{(3^x)'}_{\substack{\textsf{Ketten-} \\ \textsf{regel}}}\cdot (x+1)+3^x\cdot\underbrace{(\underbrace{x}_{\substack{\textsf{Potenz-} \\ \textsf{regel}}}+\underbrace{1}_{\substack{\textsf{Konstanten-} \\ \textsf{regel}}})'}_{\substack{\textsf{Summen-} \\ \textsf{regel}}}}^{\textsf{Produktregel}}\) \(\qquad f'(x)=\ln(3)\cdot 3^x\cdot (x+1)+3^x\cdot 1\) \(\phantom{\qquad f'(x)}=3^x\cdot \big(\ln(3)\cdot (x+1)+1\big)\) \(=3^x\cdot (\ln(3)\cdot x+\ln(3)+1)\) |
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