149 Aufrufe Ich soll alle partiellen Ableitungen folgender Funktionen bestimmen: a) f(x, y, z) = sin(πxy) cos(πyz) sin(πxz) ∀x, y, z∈ℝ b) f(a, b) = exp(ab) ∀a, b∈ℝ c) g(y) = \( \prod_{k=1}^{n}{y_k} \) ∀y∈ℝ^n d) d(x) =\( \frac{1}{2} \) ||x|| 2 2 ∀x∈ℝ^n. ||. || 2 bezeichnet die euklidische Norm Zu a) Hier habe ich für die Ableitung von x = πy*cos(πyz)*cos(πxy)*sin(πxz) + πz*sin(πxy)*cos(πyz)*cos(πxz) Wäre das richtig? Meine Ableitungen von y und z sehen ähnlich aus, nur mit einem Minus. Zu b) \( \frac{∂f}{∂a} \) = b*e a*b \( \frac{∂f}{∂b} \) = a*e a*b Richtig so? Zu c) \( \frac{∂g}{∂y} \) = \( \sum\limits_{k=1}^{n}{y'_k} \) * \( \prod_{i=1, i ≠ k}^{n}{y_i} \)? Wie geht es weiter? Zu d) Leider absolut keine Ahnung. :-( Gefragt 6 Jan 2021 von 1 Antwort Das erste war also die Abl. von f nach x. Das passt. b) auch OK. c) partielle Ableitungen wären doch die einzelnen, also nach y1 und y2 etc. Das gibt immer das gleiche Produkt, in dem der Faktor, nach dem abgeleitet wird dann fehlt. Faktorregel: Ableitung, Aufgaben & Beispiel | StudySmarter. d) d(x) =1/2 * ( x 1 ^2 + x 2 ^2 +... x n ^2).
Wichtige Inhalte in diesem Video Bei der partiellen Ableitung werden Funktionen betrachtet, die eine Teilmenge des nach abbilden. Dabei wird eine solche Funktion, die von mehreren Variablen abhängt, nach nur einer dieser Variablen abgeleitet. Dazu werden die restlichen Variablen als Konstanten angesehen und die Funktion dadurch als Funktion einer Variablen betrachtet. Definition: Partielle Ableitung und partielle Differenzierbarkeit im Video zur Stelle im Video springen (00:45) Sei offen und eine reelwertige Funktion. Sei weiterhin ein Punkt aus, dann heißt in partiell differenzierbar nach der i-ten Variable falls der Grenzwert existiert. Diesen Grenzwert nennt man die i-te partielle Ableitung von in. Schreibweisen der partiellen Ableitungen In der gerade erfolgten Definition wurde eine Schreibweise der partiellen Ableitung benutzt, welche vom Symbol Gebrauch macht. Definitionsbereich bestimmen: Erklärung & Beispiele. Dieses wird als "d" oder auch als "del" gesprochen. Äquivalente Schreibweisen bzw. Symbole der i-ten partiellen Ableitung in lauten: Partiell ableiten im Video zur Stelle im Video springen (01:34) Eine Funktion nach der i-ten Variable partiell abzuleiten funktioniert, wie eingangs erwähnt, recht simpel.
Partielle Ableitung Definition Partielle Ableitung bedeutet: man hat eine Funktion mit z. B. 2 Variablen x und y und leitet diese nach einer Variablen – "partiell", z. nach x – ab. Beispiel Die Funktion sei f (x, y) = x 2 + y 3. Daraus können zwei partielle Ableitungen erster Ordnung gebildet werden (hier werden Potenzfunktionen abgeleitet): Die partielle Ableitung nach x ist: f x (x, y) = 2x; Die partielle Ableitung nach y ist: f y (x, y) = 3y 2. Durch erneutes Ableiten erhält man die partiellen Ableitungen zweiter Ordnung: Die partielle Ableitung zweiter Ordnung nach x ist: f xx (x, y) = 2; Die partielle Ableitung zweiter Ordnung nach y ist: f yy (x, y) = 6y. Partielle Ableitungen: Beispiele und Aufgaben | SpringerLink. Alternative Begriffe: Partielle Differentiation, partielles Ableiten, partielles Differenzieren.
Ableiten mit der Faktorregel – Definition Du kannst die Faktorregel anwenden, wenn ein konstanter Faktor a vor einer differenzierbaren Funktion steht. Der konstante Faktor bleibt unverändert beim Ableiten erhalten. Faktorregel Sei g(x) eine Funktion und a eine Zahl, dann ist die Funktion f ( x) = a · g ( x) im Differenzierbarkeitsbereich von g(x) differenzierbar und die Ableitung ist: f ' ( x) = a · g ' ( x). Ein konstanter Faktor vor einer Funktion bleibt beim Differenzieren erhalten. Differenzierbar heißt "ableitbar". An folgendem Beispiel kannst du dir das Vorgehen anschauen. Aufgabe 1 Leite die Funktion f ( x) = 5 · sin ( x) einmal ab. Lösung 1 Die Funktion f ( x) setzt sich aus der Konstante 5 und der auf ganz ℝ differenzierbaren Funktion sin(x) zusammen: f ( x) = 5 ⏟ · sin ( x) ⏟ a · g ( x). Das heißt, dass f(x) auf ganz ℝ differenzierbar ist und die Ableitung lautet: f ' ( x) = 5 ⏟ · cos ( x) ⏟ a · g ' ( x). Um die Faktorregel besser zu verstehen und anzuwenden, schaue dir die weiteren Beispielaufgaben an.
Merke dir also, der Aufgabensteller kann den Definitionsbereich einer Funktion beliebig einschränken! Wie bestimme ich den Definitionsbereich? Solltest du nun aufgefordert werden, den Definitionsbereich zu bestimmen, dann ist der maximale Definitionsbereich gemeint. Für den ist die Rechenvorschrift grundsätzlich ausführbar. Du musst dir also die Funktion anschauen und überlegen: "Welche x-Werte darf ich einsetzen? " und legst dementsprechend dann den Definitionsbereich fest. Allgemeines Beispiel Definitionsbereich Wiederholen wir noch einmal die wichtigsten Zahlenmengen: Natürliche Zahlen N = (1, 2, 3,... ) Ganze Zahlen Z = (..., -3, -2-1, 0, 1, 2, 3,... ) Rationale Zahlen Q = ( l m, n ∊ Z, n ≠ 0) Reelle Zahlen R Im obigen Beispiel kannst du sehen, dass Zahlenmengen noch mehr eingeschränkt werden können: sind positive Zahlen, sind alle positiven Zahlen und 0. Definitionsbereich ganz-rationaler Funktionen Die Definitionsmenge ganz-rationaler Funktionen ist immer R. Beispiele Definitionsbereiche ganz-rationaler Funktionen
Faktorregel Ableitung – Beispiel und Aufgaben In den Übungsaufgaben zur Faktorregel wird auch auf andere Ableitungsregeln zurückgegriffen. Die Potenzregel gibt vor, wie du die Ableitungen von Potenzfunktionen f ( x) = x n berechnest: f ' ( x) = x n - 1. Im ersten Beispiel benötigst du die Faktorregel und die Potenzregel. Aufgabe 2 Gib die erste Ableitung der Funktion f ( x) = 4 x 3 an. Lösung 2 f ( x) = 4 ⏟ · x 3 ⏟ f ( x) = a · g ( x) Bei der Bestimmung der Ableitung bleibt die 4 unverändert stehen und x 3 wird abgeleitet. f ' ( x) = 4 ⏟ · 3 x 3 - 1 ⏟ a · g ' ( x) f ' ( x) = 4 · 3 x 2 f ' ( x) = 12 x 2 Manchmal sind vorab Umformungen des Funktionsterms nötig, damit du die Faktor- und Potenzregel anwenden kannst: Aufgabe 3 Leite die Funktion f ( x) = 2 x 3 ab. Lösung 3 Um eine Funktion der Art f ( x) = a · g ( x) zu erhalten, formst du folgendermaßen um: f ( x) = 2 x 3 f ( x) = 2 · 1 x 3 f ( x) = 2 ⏟ · x - 3 ⏟ f ( x) = a · g ( x) Für negative Potenzen gilt: a - n = 1 a n. Die Funktion f(x) setzt sich aus der Konstante 2 und der auf ℝ \ { 0} differenzierbaren Funktion x - 3 zusammen.
Abbildung 1: Differenzenquotient als Steigung der Sekanten Als Nächstes wird erläutert, was der Differentialquotient ist. Der Differentialquotient ist die momentane Änderungsrate der Funktion an der Stelle x 0: m x 0 = lim x → x 0 f ( x) - f ( x 0) x - x 0. Dies entspricht auch der Steigung der Tangente an den Graphen der Funktion im Punkt ( x 0 | f ( x 0)). In der Abbildung kannst du ein Beispiel für eine solche Tangente sehen. Abbildung 2: Differentialquotient als Steigung der Tangente Was hat das Ganze mit Differenzierbarkeit und Ableitung zu tun? Eine Funktion f(x) heißt differenzierbar an der Stelle x 0, wenn der Differentialquotient an dieser Stelle existiert. Der Differentialquotient wird dann auch als Ableitung der Funktion an der Stelle x 0 bezeichnet. Schreibweise: f ' ( x 0) = m x 0 = lim x → x 0 f ( x) - f ( x 0) x - x 0. Wenn du das nochmal genauer nachlesen möchtest, kannst du in den Artikeln "mittlere Änderungsrate", " Differentialquotient " und "Differenzierbarkeit" nachschauen.
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