Ist f eine im Intervall] a; b [ differenzierbare Funktion, dann existiert mindestens eine Stelle c zwischen a und b, so dass gilt: f ( b) − f ( a) b − a = f ' ( c) ( c ∈] a; b [) Durch Multiplikation mit (b - a) erhält man hieraus f ( b) − f ( a) = f ' ( c) ( b − a). Da nach Voraussetzung f ' an jeder Stelle den Wert Null hat, ist auch f ' ( c) = 0. Damit gilt f ( b) − f ( a) = 0, woraus f ( a) = f ( b) folgt. Da aber a und b beliebig gewählt wurden, stimmen die Funktionswerte an allen Stellen überein, d. h., f ist eine konstante Funktion. w. z. Stammfunktion von betrag x. b. Wenn es zu einer Funktion f eine Stammfunktion F gibt, so existieren unendlich viele weitere Stammfunktionen, die sich nur um eine additive Konstante unterscheiden. Stammfunktionen einer Funktion Es sei F 1 eine Stammfunktion von f in D. F 2 ist genau dann eine Stammfunktion von f, wenn es eine Zahl C ( C ∈ ℝ) gibt, so dass F 2 ( x) = F 1 ( x) + C für alle x ∈ D gilt. Beweis: Weil es sich bei dem vorliegenden Satz um eine Äquivalenzaussage handelt, müssen wir den Beweis "in beiden Richtungen" führen.
Definition: Eine Funktion F heißt Stammfunktion einer Funktion f, wenn die Funktionen f und F einen gemeinsamen Definitionsbereich D f ( = D F) besitzen und für alle x ∈ D f gilt: F ' ( x) = f ( x) Für die weiteren Überlegungen ist die folgende Aussage bedeutsam: f ist eine konstante Funktion genau dann, wenn für jedes x gilt: f ' ( x) = 0 Beweis: Die Aussage besteht aus zwei Teilaussagen: a) Wenn f eine konstante Funktion ist, so gilt f ' ( x) = 0 für jedes x. b) Wenn f ' ( x) = 0 für jedes x gilt, so ist f eine konstante Funktion. Die Gültigkeit von a) ergibt sich unmittelbar aus der Konstantenregel der Differenzialrechnung. Stammfunktion von Betragsfunktion g(x):= | f'(x) - f(x) | | Mathelounge. Es muss deshalb nur noch Teilaussage b) bewiesen werden: Voraussetzung: Für jedes x gelte f ' ( x) = 0. Behauptung: f ist eine konstante Funktion. Es wird gezeigt, dass unter der angegebenen Voraussetzung die Funktionswerte von f an beliebigen Stellen a und b übereinstimmen, d. h., dass stets f ( a) = f ( b) gilt, wie man a und b auch wählt. Wir wenden für den Nachweis den Mittelwertsatz der Differenzialrechnung an.
im Video zur Stelle im Video springen (02:03) Der Grenzwert des Differentialquotienten existiert genau dann, wenn der linksseitige und rechtsseitige Grenzwert übereinstimmen: Das hilft dir auch, wenn du die Differenzierbarkeit einer Funktion widerlegen willst. Schau dir dafür mal die Betragsfunktion an der Stelle an: Wenn du den linksseitigen Grenzwert des Differentialquotienten berechnest, verwendest du, weil für deine Funktion fällt: Betragsfunktion Das setzt du dann alles in deine Formel ein: Für steigt die Funktion aber mit und du erhältst den rechtsseitigen Grenzwert: Das ist aber ein Widerspruch! Die Betragsfunktion ist also bei Null nicht differenzierbar. Das kannst du auch gut an dem Knick bei der Stelle sehen. Die Betragsfunktion ist hier aber trotzdem stetig! Stammfunktion eines Betrags. Differenzierbarkeit und Stetigkeit Du solltest wissen, dass eine Funktion, die an der Stelle x 0 differenzierbar ist, dort auch stetig sein muss. Andersrum gilt dann aber auch: Wenn sie nicht stetig ist, kann f auch nicht differenzierbar sein.
Merke: Eine Funktion, deren Ableitungsfunktion f' stetig ist, nennst du stetig differenzierbar. Übersicht Stetigkeit und Differenzierbarkeit Die folgenden Zusammenhänge solltest du kennen: f ist differenzierbar ⇒ f ist stetig f ist nicht stetig ⇒ f ist nicht differenzierbar f' ist stetig ⇔ f heißt stetig differenzierbar Differenzierbarkeit höherer Ordnung Du weißt ja, dass du einige Funktionen mehr als nur einmal ableiten kannst. Das nennst du dann Differenzierbarkeit höherer Ordnung. Stammfunktion von betrag x 4. Wenn du eine Funktion zweimal ableiten kannst, nennst du sie zweimal differenzierbar. Genau das Gleiche gilt dann auch bei drei oder sogar n-mal ableitbaren Funktionen. Die n-te Ableitung von bezeichnest du dann mit. Es gibt noch einen weiteren Trick, wie du eine Funktion auf Differenzierbarkeit prüfen kannst. h-Methode im Video zur Stelle im Video springen (03:34) Du kannst den Grenzwert des Differentialquotienten auch mit der h-Methode berechnen. Dafür ersetzt ( substituierst) du mit h: Dementsprechend wird dann zu und es gilt: Schau dir dafür am besten mal die Funktion an: Willst du die Differenzierbarkeit an der Stelle prüfen, rechnest du: Deine Funktion ist also an der Stelle differenzierbar.
23. 2010, 20:36 Hi, verzeih - was ich oben sagte, war falsch. Was du sagtest: auch. Schau dir die Funktion doch nochmal gut im Intervall [0, 1] an: 23. 2010, 20:39 2 Fragen: 1) Die y-Werte sind negativ... und was nun? 2) Auf meine ÜB steht tatsächlich (0, 1) und (1, 0). Wo ist denn da bitte der Unterschied? 23. 2010, 20:43 Zitat: Original von Sandie_Sonnenschein Definition des Betrags anwenden! Stammfunktion von betrag x.com. Das Argument ist negativ, also bewirkt der Betrag...? Ganz sicher, dass das zweite nicht lautet? Wenn nicht, ist es ein Tippfehler und soll genau das bedeuten. Das wird ersichtlich, wenn du dir die Funktion auf ganz anschaust: 23. 2010, 20:50 Hallo, jetzt verstehe ich gar nichts mehr... Ich dachte es kommt auf das x und nicht auf das y an?! Wenn es auf das y ankommt, dann wäre F(x)=1/3*x^3-1/2*x^2 für die anderen beiden Teilintervalle richtig`? 23. 2010, 20:52 Wollen wir nicht erstmal das erste Teilintervall [0, 1] abarbeiten, bevor wir mit den anderen anfangen? Nochmal ganz langsam: Wir haben festgestellt, dass ist für.
Ich weiß einfach nicht so recht, was da verlangt ist. Könntest du es mir bitte an dem von dir gewählten Teilintervall vorstellen? 23. 2010, 20:00 Dass der Betrag immer positiv ist stimmt. Wichtig ist aber, was das Argument des Betrags macht. Schade ist, dass du auf den Tipp, die Definition des Betrags zu bemühen, nicht eingegangen bist. Wie wäre es, wenn du einfach mal die Definition des Betrags hinschreibst? Wie gesagt: Dein Ziel ist es, den Integranden ohne Betrag hinzuschreiben, denn dann kannst du die Funktion ganz normal integrieren. Und dies schafft man dadurch, dass man das Argument des Betrags auf Teilintervallen betrachtet. 23. 2010, 20:27 Naja, der Betrag von x = x, wenn x größer gleich Null = -x, wenn x kleiner gleich Null. Deswegen meinte ich ja, dass in dem Teilintervall (0, 1) eigentlich alles so bleibt wie es ist und ich einfach x^2-x schreiben kann oder nicht? Völlig korrekt. Und genauso untersuchst du die anderen Intervalle. Anzeige 23. Differenzierbarkeit • Defintion, Beispiele, Methoden · [mit Video]. 2010, 20:33 Hallo Airblader, also ist für das Teilintervall (0, 1) eine Stammfunktion: F(x)=1/3x^3 - 1/x x^2 + c?!
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