Die Tatsache, dass \$lim_{n->oo} (1+a/n)^{n}=e^a\$ ist, werden wir für die Herleitung der Ableitung der natürlichen Logarithmusfunktion verwenden. 3. Beispiel zur Ableitung der e-Funktion Aufgabe Leite \$f(x)=e^{2x}\$ ab. \$f'(x)=e^{2x} * 2\$ Die Multiplikation mit der 2 kommt durch die Anwendung der Kettenregel zustande. Hier ist \$e^x\$ die äußere Funktion und \$2x\$ die innere Funktion, so dass die Kettenregel hier zur Anwendung kommt und man mit der Ableitung von \$2x\$ nachdifferenzieren muss. 4. Graph der e-Funktion Der Graph von \$e^x\$ geht bei 1 durch \$e=2, 71828\$ und bei 0 durch \$e^0=1\$. Zusätzlich sind noch die Graphen von \$e^{-x}\$ (Spiegelung von \$e^x\$ an der y-Achse) und \$-e^x\$ (Spiegelung von \$e^x\$ an der x-Achse) eingezeichnet. Beachte, dass sich der Graph der normalen e-Funktion im negativen Bereich der x-Achse beliebig annähert, diese aber nie berührt, denn \$e^x>0\$ für alle \$x in RR\$.
Beweis Es gilt exp(0) = 1 und gliedweises Differenzieren zeigt, dass exp′ = exp gilt. Zum Beweis der Eindeutigkeit sei f: ℝ → ℝ eine Funktion mit f ′ = f und f (0) = 1. Da exp(x) > 0 für alle x ∈ ℝ gilt, ist f/exp auf ganz ℝ definiert. Nach der Quotientenregel gilt ( f exp) ′(x) = exp(x) f ′(x) − f (x) exp′(x) exp(x) 2 = exp(x) f (x) − f (x) exp(x) exp(x) 2 = 0. Da genau die konstanten Funktionen die Ableitung 0 besitzen (anschaulich klar, aber nicht leicht zu beweisen), gibt es ein c ∈ ℝ mit f (x)/exp(x) = c für alle x ∈ ℝ. Wegen f (0) = 1 = exp(0) ist c = 1, sodass f (x) = exp(x) für alle x ∈ ℝ. Sowohl die Existenz als auch die Eindeutigkeit einer Funktion f: ℝ → ℝ mit f ′ = f und f (0) = 1 lässt sich durch ein Diagramm veranschaulichen: Die Differentialgleichung f ′ = f wird durch ihr Richtungsfeld visualisiert: An jeden Punkt (x, y) der Ebene heften wir den Vektor der Länge 1 an, dessen Steigung gleich y ist (im Diagramm sind die Pfeile mittig angeheftet). Jede differenzierbare Funktion, die den Pfeilen folgt, erfüllt f ′ = f. Eindeutigkeit wird durch Vorgabe eines Anfangswerts erreicht.
Dieser Abschnitt ist noch im Entstehen und noch nicht offizieller Bestandteil des Buchs. Gib der Autorin oder dem Autor Zeit, den Inhalt anzupassen! Definition der Exponentialfunktion [ Bearbeiten] In den folgenden Abschnitten werden wir die Exponentialfunktion definieren. Es gibt zwei Möglichkeiten, diese zu definieren. Wir werden beide Ansätze vorstellen. Anschließend zeigen wir, dass beide Definitionen äquivalent sind. Reihendarstellung [ Bearbeiten] Angenommen, wir suchen eine differenzierbare Funktion, für die gilt für alle. Das ist eine Frage, die nicht nur einen Mathematiker interessiert. Beispielsweise sucht ein Biologe eine Funktion, die die Anzahl der Bakterien in einer Bakterienkultur beschreibt. Dabei weiß er, dass das Wachstum dieser Bakterienkultur proportional zur Anzahl der Bakterien ist. Zur Vereinfachung hat er diesen Proportionalitätsfaktor auf gesetzt. Es bietet sich sofort eine einfache Möglichkeit an: für alle. Das ist erstens eine ziemlich langweilige Funktion und zweitens löst sie das Problem des Biologen auch nicht, denn in seiner Bakterienkultur sind ja mehr als Bakterien.
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Hallo! Kann mir jemand erklären wie man 1)auf den ersten Beweis kommt 2) beim 2. Beweis darauf kommt, dass man aus kerA=kerA' schließt, dass L(A, 0)=L(A', 0)ist 3) beim 3. Beweis ganz am Ende darauf kommt, dass P trivialen Kern besitzt und dass daraus folgt, dass kerA=ker(PA)? Community-Experte Computer, Mathematik, Mathe Ich verstehe nicht ganz wo da dein Problem ist. Wie soll ich dir den Beweis besser erklären als er bereits im Buch steht? Der Kern einer Matrix A ist genau die Lösungsmenge des homogenen linearen Gleichungssystems Ax = 0. D. h. wenn Kern A = Kern A' so haben die beiden homogenen Gleichungssysteme Ax = 0 und A'x = 0 die gleiche Lösungsmenge. Wende die Aussage dass Kern A die Lösungsmenge des homogenen Gleichungssytems ist nun auf P an, d. löse Px = 0. Darf ich fragen für welches Fach in welchem Studiensemester du das benötigst? Woher ich das weiß: Studium / Ausbildung –
( e x) ' = e x (21) Wir gehen aus vom Differenzenquotienten e x + e - e = e e - 1 e x. Beachten Sie die Struktur dieses Ausdrucks: Er ist das Produkt aus einem nur von e abhängenden Term mit e x, d. h. dem Funktionsterm selbst! Vom Grenzübergang e ® 0 ist nur der erste Faktor betroffen. Führen wir die Abkürzung c = lim ein, so ergibt sich: ( e x) ' = c e x. Die Ableitung ( e x) ' ist daher ein Vielfaches von Die Bedeutung der Proportionalitätskonstante c wird klar, wenn wir auf der rechten Seite dieser Beziehung x = 0 setzen (und bedenken, dass e 0 = 1 ist): c ist die Ableitung an der Stelle x = 0. Um ( 21) zu beweisen, müssen wir also nur mehr zeigen, dass c = 1 ist, d. dass die Exponentialfunktion x ® e x an der Stelle 0 die Ableitung 1 hat.
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