2 Analysis, Differenzialrechnung Partielle Ableitungen Ergebnis anzeigen Lsungsweg anzeigen
Der Graph dieser Funktion lässt sich nämlich als Hügelfläche im Dreidimensionalen darstellen. Die partielle Ableitung nach x an der Stelle gibt dann die Steigung des Graphen an dieser Stelle an, wenn man sich von dort aus in positive x-Richtung bewegt. Man kann sich das auch folgendermaßen vorstellen: Wird der Funktionsgraph von mit einer Ebene geschnitten, die den Punkt enthält und parallel zur – -Ebene liegt, so ergibt sich eine Schnittkurve. Partielle Ableitungen: Beispiele und Aufgaben | SpringerLink. Die partielle Ableitung nach x an der Stelle ist dann gerade die Steigung der Tangente an dieser Schnittkurve. direkt ins Video springen Veranschaulichung der partiellen Ableitung nach x durch einen dreidimensionalen Funktionsgraphen von f (blau) mit einer Schnittkurve (gelb) und der Tangenten (orange) Für Funktionen, die von mehr als zwei Variablen abhängen, hält die geometrische Interpretation allerdings nicht mehr stand. Man kann hier die partielle Ableitung nach der i-ten Variable als die Änderungsrate des Funktionswertes an der Stelle interpretieren, wenn man eine kleine Veränderung der i-ten Variable betrachtet.
Das heißt, f(x) ist auch auf ℝ \ { 0} differenzierbar und die Ableitung lautet: f ' ( x) = 2 · ( - 3) x - 3 - 1 f ' ( x) = 2 · ( - 3) x - 4 f ' ( x) = - 6 x - 4 Natürlich muss die Zahl a keine ganze Zahl sein. Es können auch rationale oder reelle Zahlen mit der Funktion multipliziert werden. Aufgabe 4 Leite die Funktion f ( x) = - 3 4 · x 5 einmal ab. Partielle Ableitung | Mathematik - Welt der BWL. Lösung 4 f ( x) = - 3 4 ⏟ · x 5 ⏟ f ( x) = a · g ( x) Bei der Bestimmung der Ableitung bleibt der Vorfaktor - 3 4 unverändert stehen und x 5 wird abgeleitet. f ' ( x) = - 3 4 · 5 x 5 - 1 f ' ( x) = - 3 · 5 4 · x 4 f ' ( x) = - 15 4 x 4 Im nächsten Beispiel wird die Faktorregel mit der Summenregel kombiniert. Aufgabe 5 Bestimme die erste Ableitung der Funktion f ( x) = 3 x 2 + 4 x. Lösung 5 Die Summe der beiden Funktionen 3 x 2 und 4 x wird abgeleitet, indem jede Funktion für sich abgeleitet wird und die Ableitungen addiert werden. f ( x) = 3 ⏟ · x 2 ⏟ + 4 ⏟ · x ⏟ f ( x) = a · g ( x) b · h ( x) Auf die beiden Funktionen kann jeweils die Faktorregel angewandt werden.
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? Partielle Ableitungen: Aufgaben und Lösungen | Mathelounge. 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.
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.
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