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Ableitungen von Exponential- und Logarithmusfunktionen

Ableitung von e^(2x): Formel, Schritte und Beispiele

Die Ableitung von e^(2x) ist 2e^(2x). Mit den Schritten der Kettenregel, einem zweiten Beweis über (eˣ)², höheren Ableitungen, Graph und Rechenbeispielen.

Ableitungen von Exponential- und Logarithmusfunktionen Aktualisiert 2 Min. Lesezeit

Auf einen Blick

\frac{d}{dx}\,e^{2x} = 2e^{2x}
Ableitung
2e^{2x}
Zweite Ableitung
4e^{2x}
n-te Ableitung
2^n e^{2x}
Allgemeine Form
\dfrac{d}{dx}e^{kx} = ke^{kx}
Als Integral
\int e^{2x}\,dx = \frac{1}{2}e^{2x} + C
Auf dieser Seite
  1. Schritt für Schritt mit der Kettenregel
  2. Ein zweiter Beweis ohne Kettenregel
  3. Graph von e^(2x) und seiner Ableitung
  4. Höhere Ableitungen
  5. Rechenbeispiele
  6. Typische Fehler

Die Ableitung von e^{2x} ist 2e^{2x}. Die Exponentialfunktion bleibt genau gleich, und die Ableitung des Exponenten, 2, kommt nach vorne.

\frac{d}{dx}\,e^{2x} = 2e^{2x}

Schritt für Schritt mit der Kettenregel

Schreibe e^{2x} als äußere Funktion e^u mit der inneren Funktion u = 2x. Die Kettenregel besagt

\frac{d}{dx}e^u = e^u\cdot u'
  1. Die äußere Ableitung: Die Ableitung von eˣ ist die Funktion selbst, also bleibt e^u als e^{2x} stehen.
  2. Die innere Ableitung: \frac{d}{dx}(2x) = 2.
  3. Multiplizieren: e^{2x}\cdot 2 = 2e^{2x}.

Mit denselben Schritten erhältst du die allgemeine Regel \frac{d}{dx}e^{kx} = ke^{kx}. Zum Beispiel ist \frac{d}{dx}e^{5x} = 5e^{5x} und \frac{d}{dx}e^{x/3} = \frac{1}{3}e^{x/3}.

Ein zweiter Beweis ohne Kettenregel

Wegen e^{2x} = (e^x)^2 = e^x\cdot e^x funktioniert auch die Produktregel:

\frac{d}{dx}(e^x\cdot e^x) = e^x\cdot e^x + e^x\cdot e^x = 2e^{2x}

Beide Methoden stimmen überein, eine schöne Probe.

Graph von e^(2x) und seiner Ableitung

Graph von y = e^(2x) und seiner Ableitung y = 2e^(2x)
Die Ableitung ist immer genau doppelt so hoch wie die Funktion. Bei x = 0 ist der Funktionswert 1 und die Steigung 2.

Die Tangente bei x = 0 hat die Steigung 2 und verläuft durch (0, 1), sie lautet also y = 2x + 1.

Höhere Ableitungen

Bei jedem Ableiten kommt ein weiterer Faktor 2 heraus:

Ableitung Ergebnis
f'(x) 2e^{2x}
f''(x) 4e^{2x}
f'''(x) 8e^{2x}
f^{(n)}(x) 2^n e^{2x}

Dieses Muster ist der Grund, warum y = e^{2x} die Differentialgleichung y'' = 4y löst. Es erklärt auch die erste Ableitung für sich: y' = 2y bedeutet, dass die Funktion mit einer Rate wächst, die doppelt so groß ist wie ihr aktueller Wert. Das ist das Gesetz hinter exponentiellem Wachstum mit der Wachstumskonstante 2.

Rechenbeispiele

Beispiel 1: Produktregel. Für f(x) = xe^{2x} gilt

f'(x) = 1\cdot e^{2x} + x\cdot 2e^{2x} = e^{2x}(1 + 2x)

Da e^{2x} > 0 ist, liegt der einzige kritische Punkt dort, wo 1 + 2x = 0 gilt, also bei x = -\frac{1}{2}.

Beispiel 2: ein verschobener Exponent. Bei g(x) = e^{2x + 1} ist die innere Ableitung immer noch 2:

g'(x) = 2e^{2x + 1}

Beispiel 3: ein konstanter Faktor. Für h(x) = 5e^{2x} - e^{-2x} gilt

h'(x) = 10e^{2x} + 2e^{-2x}

Der zweite Summand wechselt das Vorzeichen, weil \frac{d}{dx}(-2x) = -2 ist.

Typische Fehler

  1. Die 2 vergessen. \frac{d}{dx}e^{2x} = e^{2x} ist der häufigste Ausrutscher. Multipliziere immer mit der inneren Ableitung.
  2. Den Exponenten wie bei einer Potenz nach vorne holen. 2x\,e^{2x - 1} ist falsch, die Potenzregel gilt hier nicht.
  3. 2e^{x} schreiben. Der Exponent ändert sich nicht. Er bleibt 2x.
  4. Ableitung und Integral verwechseln. Die Ableitung multipliziert mit 2, das Integral teilt durch 2.

Für die Gegenrichtung siehe das Integral von e^(2x). Zum Üben eignen sich die Aufgaben zu Ableitungen von Exponential- und Logarithmusfunktionen.

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Häufig gestellte Fragen

Was ist die Ableitung von e^(2x)?

Die Ableitung von e^{2x} ist nach der Kettenregel 2e^{2x}.

Was ist die zweite Ableitung von e^(2x)?

Leite 2e^{2x} noch einmal ab und du erhältst 4e^{2x}.

Was ist die Ableitung von x·e^(2x)?

Nach der Produktregel: e^{2x} + 2xe^{2x} = e^{2x}(1 + 2x).

Ist die Ableitung von e^(2x) gleich 2x·e^(2x − 1)?

Nein. Das behandelt e^{2x} wie eine Potenz von x. Die Variable steht im Exponenten, also brauchst du die Regel für Exponentialfunktionen zusammen mit der Kettenregel.

Geschrieben vom PracticeCalculus-Team

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