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Partielle Ableitung, implizites Differenzieren

Universität / Fachhochschule

Partielle Differentialgleichungen

Tags: implizites Differenzieren, mehrere Veränderliche, Partielle Differentialgleichungen

 
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Student19

Student19 aktiv_icon

11:54 Uhr, 20.04.2013

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Hallo!

Ich habe eigentlich eine vermutlich ziemlich banale Frage, komme aber im Moment nicht dahinter.

Die Funktion z(x,y) sei durch die Gleichung x 4 + y 4 + z 4 2 x 2 2 y 2 2 z 2 = 0 beschrieben. Berechnen Sie die partiellen Ableitungen bis zur zweiten Ordnung durch implizites Differenzieren und bestimmen Sie dann die lokalen Extrema von z.

Was mich verwirrt ist die Funktion z, welche nur von x und y abhängt. Ist das jetzt eine Gleichung mit drei Veränderlichen oder wie ist das zu verstehen? Vor allem habe ich dann Probleme damit die beiden Bedingungen f(a)=0 und fz(a)!=0 zu erfüllen.

Kann mir da jemand weiterhelfen? Wäre sehr toll, im Moment stehe ich leider komplett an.


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Ableitung (Mathematischer Grundbegriff)
Online-Nachhilfe in Mathematik
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lepton

lepton

13:11 Uhr, 21.04.2013

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Bilde doch zunächst einmal die ersten partiellen Ableitungen zx,zy und danach die zweiten zxx,zyy,zxy=zyx. Deine Fkt. ist ja in expliziter Form z(x,y) gegeben. Beim impliziten Differenzieren differenzierst du z ebenfalls partiell mit und stellst die Gleichungen nach den partiellen Ableitungen von z um. Deine implizite Fkt-Gl. ist gegeben durch F(x,y,z(x,y)):=...=0, d.h. deine implizite Form enthält auch die explizite Funktion z.
Student19

Student19 aktiv_icon

19:31 Uhr, 21.04.2013

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Ok danke für die Hilfe. Ich bin mir nicht sicher, ob ich es jetzt verstanden habe, aber ich leite jetzt mein F(x,y,z(x,y)) nach x,y und z partiell ab und dann ergibt sich doch z x ( x , y ) = F x ( x , y , z ( x , y ) ) F z ( x , y , z ( x , y ) ) und z y ( x , y ) = F y ( x , y , z ( x , y ) ) F z ( x , y , z ( x , y ) )

Ist das richtig? Allerdings werden dann die zweiten Ableitungen doch extrem aufwendig oder? Denn dafür müsste man die obigen Gleichungen ja noch einmal nach x und y ableiten.

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lepton

lepton

00:51 Uhr, 22.04.2013

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Praktischer ist es, wenn du zunächst einmal alle partiellen Ableitungen der impliziten Fkt. F bestimmst. Danach den Satz über impliziten Fkt.-en ausnutzen, was du schon hingeschrieben hast für zx,zy und allgemein nach der QR zusätzlich unter Beachtung der KR zx,zy differenzierst und ganz zum Schluß die impliziten partiellen Ableitungen darin einsetzen. So hätte man besseren Überblick über die gesamte Operation.