Die Ableitung von ln (ln(x)) ist nicht sehr schwierig. Sie müssen aber eine ganze Reihe von Regeln der Mathematik beachten. Gehen Sie einfach mit System vor. Die Ableitung der Funktion ist nicht schwer. Ableitung von verschachtelten Funktionen Die Funktion f(x) = ln (ln(x)) ist verschachtelt, denn Sie erhalten den Funktionswert, in dem Sie zwei verschiedene Anweisungen nacheinander ausführen. Angenommen Sie wollen f(2) bilden, dann müssen Sie zunächst ln 2 berechnen, das ist 0, 69.. und danach ln 0, 69... So bekommen Sie den Funktionswert von - 0, 37. Man spricht in der Mathematik von einer Kette aus einer inneren Funktion in dem Fall ln x und einer äußeren Funktion, die ebenfalls ln ist. Zur Verdeutlichung g(x) = (x 2 +1) 3 wäre ebenfalls eine solche verschachtelte Funktion. Die innere Funktion ist i(x) = x 2 +1und die äußere ä(x) = i(x) 3. An diesem Beispiel ist das Prinzip deutlicher zu erkennen als bei der logarithmischen Funktion. Solche Funktionen werden nach der Kettenregel abgeleitet.
Die mehrdimensionale Kettenregel oder verallgemeinerte Kettenregel ist in der mehrdimensionalen Analysis eine Verallgemeinerung der Kettenregel von Funktionen einer Variablen auf Funktionen und Abbildungen mehrerer Variablen. Sie besagt, dass die Verkettung von (total) differenzierbaren Abbildungen bzw. Funktionen differenzierbar ist und gibt an, wie sich die Ableitung dieser Abbildung berechnet. Mehrdimensionale Ableitungen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Ist eine differenzierbare Abbildung, so ist die Ableitung von im Punkt, geschrieben, oder, eine lineare Abbildung, die Vektoren im Punkt auf Vektoren im Bildpunkt abbildet. Man kann sie durch die Jacobi-Matrix darstellen, die mit, oder auch mit bezeichnet wird, und deren Einträge die partiellen Ableitungen sind: Die Kettenregel besagt nun, dass die Ableitung der Verkettung zweier Abbildungen gerade die Verkettung der Ableitungen ist, bzw. dass die Jacobi-Matrix der Verkettung das Matrizenprodukt der Jacobi-Matrix der äußeren Funktion mit der Jacobi-Matrix der inneren Funktion ist.
Eine alternative Möglichkeit der Ableitung dagegen bestünde in der Anwendung der mehrdimensionalen Kettenregel: Sei die Funktion, lauten ihre beiden 1. partiellen Ableitungen und – aufgrund der Umformung leicht einzusehen –. Ersetzt man nun und durch die beiden Hilfsfunktionen und, ergibt sich mit und og. mehrdimensionaler Kettenregel: Diese Vorgehensweise kann man etwa so beschreiben: Man leitet nach dem in der Basis ab, wobei man das im Exponenten als eine Konstante betrachtet, man leitet nach dem im Exponenten ab, wobei man das in der Basis als eine Konstante betrachtet, man addiert die Ergebnisse. Der "Trick" hierbei ist, dass man in der Basis und im Exponenten, obwohl sie gleichlauten, unterscheidet. Diese Herleitung ist allgemein anwendbar, z. B. liefert sie ganz einfach auch die Leibnizregel für Parameterintegrale. Verallgemeinerung auf differenzierbare Mannigfaltigkeiten [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Sind und differenzierbare Mannigfaltigkeiten und eine differenzierbare Abbildung, so ist die Ableitung oder von im Punkt eine lineare Abbildung vom Tangentialraum von im Punkt in den Tangentialraum von im Bildpunkt: Andere Bezeichnungen dafür sind: Differential (dann oft geschrieben), Pushforward () und Tangentialabbildung ().
Wir können jetzt beide Seiten ableiten: Mit der Kettenregel bekommen wir und Umstellen der Formel nach ( f − 1) ′ ( x) (f^{-1})'(x) liefert ( f − 1) ′ ( x) = 1 f ′ ( f − 1 ( x)) (f^{-1})'(x)=\dfrac1{f'(f^{-1}(x))}. Dieses Werk steht unter der freien Lizenz CC BY-SA 4. 0. → Was bedeutet das?
Die Kettenregel besagt dann: Sind, und differenzierbare Mannigfaltigkeiten und ist die Verkettung der differenzierbaren Abbildungen und, so ist auch differenzierbar und für die Ableitung im Punkt gilt: Kettenregel für Fréchet-Ableitungen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Die Kettenregel gilt ganz entsprechend für Fréchet-Ableitungen. Gegeben seien Banach-Räume, und, offene Teilmengen und und Abbildungen und. Ist an der Stelle und an der Stelle differenzierbar, so ist auch die Verkettung an der Stelle differenzierbar und es gilt Literatur [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Otto Forster: Analysis 2. Differentialrechnung im R n. Gewöhnliche Differentialgleichungen. 9. Auflage. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2011, ISBN 978-3-8348-1231-5. Konrad Königsberger: Analysis 2. 5. Springer, Berlin 2004, ISBN 3-540-20389-3. Geiger, Kanzow: Theorie und Numerik restringierter Optimierungsaufgaben. Springer, Berlin / Heidelberg 2002, ISBN 978-3-540-42790-2. Einzelnachweise und Anmerkungen [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] ↑ a b Physiker schreiben hier die Vektoren, bzw., mit Vektorpfeilen (, ) oder mit Fettdruck ( bzw. ).
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