Partielle Ableitungen sind darüber hinaus ein wesentlicher Bestandteil der Vektoranalysis. Sie bilden die Komponenten des Gradienten, des Laplace-Operators, der Divergenz und der Rotation in Skalar- und Vektorfeldern. Sie treten auch in der Jacobi-Matrix auf. Beispiele [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Beispiel 1 [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Als Beispiel wird die Funktion mit betrachtet, die von den beiden Variablen und abhängt. Betrachtet man als eine Konstante, z. B., so hängt die Funktion mit nur noch von der Variablen ab: Für die neue Funktion gilt folglich und man kann den Differenzialquotienten bilden Das gleiche Ergebnis erhält man, wenn man die partielle Ableitung der Funktion nach bildet: Die partielle Ableitung von nach lautet entsprechend: Dieses Beispiel demonstriert, wie die partielle Ableitung einer Funktion bestimmt wird, die von mehreren Variablen abhängt: Bis auf eine Variable werden alle anderen Variablen als konstant angenommen, bezüglich dieser einen Variablen wird der Differenzialquotient bestimmt.
Ordnung gesprochen. Die partiellen Ableitungen 2. Ordnung einer Beispielsfunktion Wir schauen uns ein Beispiel an: Die partiellen Ableitungen 1. Ordnung lauten: Nun berechnen wir die partiellen Ableitungen 2. Ordnung, indem wir zunächst nochmal nach x ableiten: Die partiellen Ableitungen 1. Ordnung können aber natürlich auch nochmal nach y abgeleitet werden. Die Ableitungen 2. Ordnung lauten dann: fyy(x, y)=4 und fyx(x, y)=1 Man kann nun feststellen, dass die Zahl der möglichen Ableitungen schnell immer größer wird. Eine Funktion mit beispielsweise zwei Variablen besitzt also zwei partielle Ableitungen 1. Ordnung, vier partielle Ableitungen 2. Ordnung und acht partielle Ableitungen 3. Nach der ersten partiellen Ableitung einer Funktion erhält man die partielle Ableitung 1. Leitet man die Funktion zweimal hintereinander ab, erhält man die partielle Ableitung 2. So geht es mit allen Ableitungen höherer Ordnung weiter. Die Zahl der möglichen Ableitungen steigt schnell mit der Zahl der Ordnung der Ableitung.
In der Differentialrechnung ist eine partielle Ableitung die Ableitung einer Funktion mit mehreren Argumenten nach einem dieser Argumente (in Richtung dieser Koordinatenachse). Die Werte der übrigen Argumente werden also konstant gehalten. Definition [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Erster Ordnung [ Bearbeiten | Quelltext bearbeiten] Sei eine offene Teilmenge des euklidischen Raums und eine Funktion. Sei weiterhin ein Element in gegeben. Falls für die natürliche Zahl mit der Grenzwert existiert, dann nennt man ihn die partielle Ableitung von nach der -ten Variablen im Punkt. Die Funktion heißt dann im Punkt partiell differenzierbar. Das Symbol ∂ (es ähnelt dem kursiven Schnitt der kyrillischen Minuskel д) wird als oder zur Unterscheidung auch del ausgesprochen. Die Schreibweise wurde durch Verwendung von C. G. J. Jacobi bekannt. [1] Dem gegenüber existiert in der Technischen Mechanik eine andere Schreibweise, bei der die Richtung der Funktion mit einem Komma im Index angezeigt wird um von der Richtung des Arguments der Funktion zu unterscheiden: So ist die Ableitung der Verschiebung (also die Verschiebung in -Richtung) folgendermaßen äquivalent.
Die Schreibweise der partiellen Ableitung Die mathematische Schreibweise für die partielle Ableitung 1. Ordnung sieht so aus für eine Ableitung nach x: und so für eine Ableitung nach y: Um die partielle Ableitung 2. Ordnung mathematisch zu kennzeichnen, benutzt man folgende Ausdrücke: Mit höheren Ableitungen wie der partiellen Ableitung 3. oder 4. Ordnung kann diese Schreibweise weitergeführt werden. Die partielle Ableitung – Alles Wichtige auf einen Blick Bei einer partiellen Ableitung leitet man nur eine Variable einer Funktion mit mehreren Variablen ab. Bei der partiellen Ableitung wird nach einer beliebigen Variable abgeleitet (zum Beispiel x oder y). Je nachdem wie oft eine Funktion partiell abgeleitet wird, erhält man die partielle Ableitung 1., 2., 3., usw. Die partielle Ableitung 1. Ordnung wird mathematisch wie folgt ausgedrückt:
Die zweiten partiellen Ableitungen lassen sich in einer Matrix anordnen, der Hesse-Matrix Es gilt die Taylorformel: Wenn die Funktion -mal stetig partiell differenzierbar ist, so lässt sie sich in der Nähe jedes Punktes durch ihre Taylor-Polynome approximieren: mit, wobei das Restglied für von höherer als -ter Ordnung verschwindet, das heißt: Die Terme zu gegebenem ν ergeben die "Taylorapproximation -ter Ordnung". Einfache Extremwertprobleme findet man in der Analysis bei der Berechnung von Maxima und Minima einer Funktion einer reellen Variablen (vgl. hierzu den Artikel über Differentialrechnung). Die Verallgemeinerung des Differentialquotienten auf Funktionen mehrerer Variablen (Veränderlichen, Parameter) ermöglicht die Bestimmung ihrer Extremwerte, und für die Berechnung werden partielle Ableitungen benötigt. In der Differentialgeometrie benötigt man partielle Ableitungen zur Bestimmung eines totalen Differentials. Anwendungen für totale Differentiale findet man in großem Maße in der Thermodynamik.
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Für solche Ausführungen kassierte Ebermann die Schlagzeile der Bild, die dem Gespräch im Malersaal die Überschrift liefert. Gespräche haben Ebermann aber nicht nur in Theatern und Plenarien, sondern auch in Massenmedien zu Hochform auflaufen lassen. Das belegt Weber mit Ausschnitten aus Fernseh-Talkshows, an denen Ebermann als Mitglied der Hamburger Bürgerschaft, dann als Bundestagsabgeordneter und nun als Ex-Grüner und Publizist teilnimmt. Auch dort sorgt er immer wieder für unerhörte Momente. Trauern Sie um Anneliese Theilmann (geb. Gauß) - Pforzheimer Zeitung. In einer Sendung etwa, in der es um eine Betrachtung der Arbeitswelt geht, spricht Ebermann davon, dass Menschen am Arbeitsplatz heutzutage gezwungen seien, "die Scheiße, in der sie stecken, auch noch adeln zu müssen". Woraufhin sämtliche weiteren Talkshowgäste, einschließlich des Moderators, die Fassung verlieren, beunruhigt von einem Bein aufs andere hüpfen und so hysterische Erwiderungen formulieren, als gelte es, das Abendland vor Ebermann zu retten. Aber Weber wird nicht nur Fragen zu Ebermanns Jahren bei den Grünen stellen.