Exponentialfunktionen und Eulersche Zahl
Exponentialfunktionen der Form f(x) = a^x haben alle den gemeinsamen Punkt P(0|1). Ihr Monotonieverhalten hängt vom Wachstumsfaktor a ab: Bei a > 1 wächst die Funktion streng monoton, während sie bei 0 < a < 1 streng monoton fällt.
Das asymptotische Verhalten zeigt interessante Muster: Bei a > 1 strebt die Funktion für x → ∞ gegen unendlich und für x → -∞ gegen 0. Bei 0 < a < 1 verhält es sich genau umgekehrt. Die Funktionen a^x und a^-x sind zueinander achsensymmetrisch.
Die Eulersche Zahl e = 2,71828... ist besonders wichtig, weil die zugehörige Exponentialfunktion f(x) = e^x mit ihrer eigenen Ableitung übereinstimmt. Daraus ergeben sich die e-Funktionen, die beim Ableiten praktische Eigenschaften zeigen.
💡 Merke dir: Beim Ableiten von e-Funktionen gilt für f(x) = e^x immer f'(x) = e^x. Bei komplexeren Ausdrücken wie f(x) = e^5x−1 musst du die Kettenregel anwenden, hier ergibt sich f'(x) = 5 · e^5x−1.
Für das Lösen von Exponentialgleichungen ist der natürliche Logarithmus ln(x) unverzichtbar. Es gilt: e^ln(b) = b und lneb = b. Die Logarithmengesetze erlauben dir das Vereinfachen komplexer Ausdrücke: ln(u·v) = ln(u) + ln(v), lnu/v = ln(u) - ln(v) und lnuk = k · ln(u).