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Wie zeige ich (totale) Differenzierbarkeit?

Universität / Fachhochschule

Differentiation

Tags: Differentiation

 
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BaumOrange

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16:49 Uhr, 21.05.2021

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Hallo,

Ich hätte ein Verständnisfrage zum Thema (totale) Differenzierbarkeit.
Angenommen ich hätte eine skalarwertige Funktion f:IR²-->IR gegeben und ich soll untersuchen ob f "in" (0,0) differenzierbar ist, kann ich einfach fx(0,0)=fy(0,0) ermitteln oder geht dies nicht?

Man muss erwähnen,dass die Annahme zusätzlich ist,dass f im Ursprung unstetig ist d.h es kann nicht das Kriterium der (totalen) Differenzierbarkeit verwendet werden.

Danke!

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
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ermanus

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16:53 Uhr, 21.05.2021

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Hallo,
wenn f in (0,0) nicht stetig ist, dann ist es auch dort nicht differenzierbar.
Das gilt auch für Funktionen mehrerer Variablen.
Gruß ermanus
BaumOrange

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16:58 Uhr, 21.05.2021

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Ich hatte leider meine Frage falsch gestellt. Ich meinte,dass obwohl im Ursprung meine partiellen Ableitungen unstetig sind, kann ja f trotzdem differenzierbar sein im Ursprung.
Was tue ich dann?
Klar ist natürlich,dass wenn f unstetig ist, auch f nicht differenzierbar ist. Erhalte ich schnell aus der Aussagenlogik. Danke!
Antwort
michaL

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17:02 Uhr, 21.05.2021

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Hallo,

hast du mal ein konkretes Beispiel? Leider sind diese Dinge oft nicht allgemein zu beantworten.

Mfg Michael
BaumOrange

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17:10 Uhr, 21.05.2021

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Ich habe eine Übungsaufgabe. Die wollte ich eigentlich nicht stellen,weil ich die selber lösen wollte,aber mir fällt auch keine bessere Funktion ein, deswegen schreibe ich sie rein.

f:IR²-->IR ,f(x,y)=((x2+y2)sin(1x2+y2)) wenn x(0,0) sonst 0 wenn x=(0,0)

Man sollte f auf Differenzierbarkeit im Ursprung untersuchen. Jedoch kann ich das Hauptkriterium für Differenzierbarkeit nicht anwenden, weil meine partiellen Ableitungen im Ursprung unstetig sind.

Dann habe ich überlegt, ob ich nicht mit fx(0,0)=fy(0,0) zeige, also alles auf Analysis I "runterbreche". Die "Gleichung" war erfüllt, jedoch ist meine Frage, ob dies als "Beweis" ausreichend wäre.
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pwmeyer

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18:07 Uhr, 21.05.2021

Antworten
"Jedoch kann ich das Hauptkriterium für Differenzierbarkeit nicht anwenden, weil meine partiellen Ableitungen im Ursprung unstetig sind."

Dann wirst Du wohl auf die eigentliche Definition von totaler Differenzierbarkeit zurückgreifen müssen.

Gruß pwm
BaumOrange

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18:14 Uhr, 21.05.2021

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Danke,aber warum reicht es nicht die Grenzwerte in den veränderlichen x und y im Ursprung zu betrachten,also fx(0,0)=fy(0,0)?
Antwort
pwmeyer

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19:13 Uhr, 21.05.2021

Antworten
WAs Du da fragst, ist - für meine Kenntnisse - unverständlich. Grenzwerte von was? Was soll fx(0,0) sein? Definition?
Antwort
ermanus

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19:13 Uhr, 21.05.2021

Antworten
Hallo,
betrachte die Funktion f(x,y)=xy*x+y.
Gruß ermanus

P.S.: bitte ignorieren. Beispiel tat nicht das, was es sollte.
BaumOrange

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19:26 Uhr, 21.05.2021

Antworten
Das sollten die partiellen Ableitungen,ausgewertet am Ursprung,sein. Die partiellen Ableitungen sind ja über Grenzwerte definiert.
Antwort
ermanus

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19:31 Uhr, 21.05.2021

Antworten
Neuer Versuch ;-)
f(x,y)=xy.
Betrache hier fx(0,0),fy(0,0) und untersuche dann die
Existenz der Richtungsableitung
in Richtung (1,1) an der Stelle (0,0)

beispiel
BaumOrange

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19:52 Uhr, 21.05.2021

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Das heißt also, dass ich aus der Existenz aller Richtungsableitungen (speziell die in Richtung der Koordinatenachsen) nicht folgern kann, dass meine Funktion an dieser Stelle differenzierbar ist. Ist das richtig?
Antwort
ermanus

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20:00 Uhr, 21.05.2021

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Ja. Das wollte ich mit dem Beispiel zeigen.
BaumOrange

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20:13 Uhr, 21.05.2021

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Gut,dann muss doch über die Definition argumentieren. Für (x,y)(0,0) ist meine Funktion als Komposition bzw. Produkt differenzierbarer Funktionen, differenzierbar. Ist aber (x,y)=(0,0) sind meine partielle Ableitungen unstetig.

Ich könnte doch folgendes machen. Ich weiß zwar das fx(0,0)=fy(0,0) nicht impliziert, dass f im Nullpunkt differnzierbar ist, aber ich weiß doch, dass dann die Partiellen Ableitungen im Nullpunkt existieren. Damit hätte ich eine Lineare Abbildung gefunden und müsste nur zeigen, dass, nach der Definition der (totalen) Differenzierbarkeit, der Grenzwert gegen null geht.

Würde dies funktionieren?
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

22:45 Uhr, 21.05.2021

Antworten
Mit f(0+h)=f(0)+Lh+R(h) ergibt sich wegen L=(0,0) dann
R/h=h2sin(1/h)h=hsin(...), also
R/hh10 für h0.

BaumOrange

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22:59 Uhr, 21.05.2021

Antworten
Danke.Muss ich die ||x||2 nehmen oder kann ich mit einer anderen rechnen?
Antwort
ermanus

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23:02 Uhr, 21.05.2021

Antworten
Nimm die euklidische Norm, damit das mit h2=h12+h22
zusammenpasst.
BaumOrange

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23:10 Uhr, 21.05.2021

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Alles Klar, vielen Dank.

Gute Nacht, wünsche ich!
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