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absynth

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1

Thursday, December 5th 2002, 6:35pm

Ana A Ü8 Aufg. 4

Hi,

ich habe jetzt diverse Male in karthesischen und Polarkoordinaten rumgefrickelt und komme zu der Ansicht, daß die Funktion zwar in (0,0) stetig ist (findet man mit Polarkoordinaten recht leicht raus, IMHO), jedoch die partiellen Ableitungen nicht stetig sind (laufen mal gegen 1, mal gegen -3, und das sowohl kartesisch als auch polar).

Damit bleibt mir nix übrig außer der "einzig möglichen linearen näherung", und ebendiese ist nicht möglich, da in (0,0) die partiellen Ableitungen nicht definiert sind. Somit ist die Funktion nicht total differenzierbar.

Kann jemand diese Auffassung teilen oder rede ich Stuß?

--ck
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cowhen

Muuuh!

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2

Thursday, December 5th 2002, 8:02pm

hallo absynth,

ich denke f_X und f_y sind in 0,0 zwar nicht stetig aber dennoch part. differenzierbar. Die Jacobi-Matrix müsste m.E. (1,0) sein. damit kannst du dann auch die näherung ausrechnen: sie ist dann = x .

diese geht aber nicht gegen 0 (z.b. für y=x nicht) und damit wäre die fkt dann nicht total differenzierbar.

ich hoffe das stimmt so. wenn nicht bitte sagen!


gruß

cowhen
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absynth

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3

Thursday, December 5th 2002, 9:56pm

Quoted

Original von cowhen
ich denke f_X und f_y sind in 0,0 zwar nicht stetig aber dennoch part. differenzierbar. Die Jacobi-Matrix müsste m.E. (1,0) sein. damit kannst du dann auch die näherung ausrechnen: sie ist dann = x .


Klar, die Funktion ist partiell differenzierbar und f_x und f_y existieren. Aber setz' da mal (0,0) ein, da kriege ich eigentlich ständig nur Divisionen durch 0 raus...

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  • "Joachim" is male

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4

Thursday, December 5th 2002, 11:36pm

Quoted

Original von absynth
Klar, die Funktion ist partiell differenzierbar und f_x und f_y existieren. Aber setz' da mal (0,0) ein, da kriege ich eigentlich ständig nur Divisionen durch 0 raus...
Die partiellen Ableitungen im Ursprung muß man mit dem Grenzwert aus 12.1-1 bestimmen.
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Diktator

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5

Sunday, December 8th 2002, 3:14pm

Quoted

Original von Joachim

Quoted

Original von absynth
Klar, die Funktion ist partiell differenzierbar und f_x und f_y existieren. Aber setz' da mal (0,0) ein, da kriege ich eigentlich ständig nur Divisionen durch 0 raus...
Die partiellen Ableitungen im Ursprung muß man mit dem Grenzwert aus 12.1-1 bestimmen.

dann ist der grenzwert also 0.
folglich ist die jakobi-matrix 0,0 und schließlich auch die einzig mögliche affine approximation auch 0.
also ist f nach 12.2-7 (c) total diffbar.

ist das korrekt?
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  • "Joachim" is male

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6

Sunday, December 8th 2002, 7:08pm

Quoted

Original von Diktator

Quoted

Original von Joachim
Die partiellen Ableitungen im Ursprung muß man mit dem Grenzwert aus 12.1-1 bestimmen.

dann ist der grenzwert also 0.
folglich ist die jakobi-matrix 0,0 und schließlich auch die einzig mögliche affine approximation auch 0.
Da hast du dich wahrscheinlich verrechnet. Ich komme auf:

f_x(0, 0) = 1
f_y(0, 0) = 0

Dann ergibt sich die Jacobi-Matrix zu (1, 0).

Nach kurzer Rechnung stellt man dann fest, daß f in (0, 0) nicht (total) differenzierbar ist.
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Diktator

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7

Sunday, December 8th 2002, 9:47pm

Quoted

Original von Joachim

Quoted

Original von Diktator

Quoted

Original von Joachim
Die partiellen Ableitungen im Ursprung muß man mit dem Grenzwert aus 12.1-1 bestimmen.

dann ist der grenzwert also 0.
folglich ist die jakobi-matrix 0,0 und schließlich auch die einzig mögliche affine approximation auch 0.
Da hast du dich wahrscheinlich verrechnet. Ich komme auf:

f_x(0, 0) = 1
f_y(0, 0) = 0

Dann ergibt sich die Jacobi-Matrix zu (1, 0).

Nach kurzer Rechnung stellt man dann fest, daß f in (0, 0) nicht (total) differenzierbar ist.

ich weiss nun: mein problem ist dr k-te einheitsverktor der kan. basis. ist das hier (1,0)?
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8

Sunday, December 8th 2002, 9:57pm

Quoted

Original von Diktator
ich weiss nun: mein problem ist dr k-te einheitsverktor der kan. basis. ist das hier (1,0)?
Der k-te Einheitsvektor ist der Vektor, bei dem jede Komponente mit Ausnahme der k-ten Komponente 0 ist. Die k-te Komponente ist 1.


Im R^5 gilt demnach beispielsweise:

Zweiter Einheitsvektor: (0, 1, 0, 0, 0)
Fünfter Einheitsvektor: (0, 0, 0, 0, 1)


Für die Aufgabe braucht man aber für jede partielle Ableitung einen anderen Einheitsvektor. Für f_x wäre das (1, 0), für f_y (0, 1).
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9

Sunday, December 8th 2002, 10:21pm

Quoted

Original von Joachim
Für die Aufgabe braucht man aber für jede partielle Ableitung einen anderen Einheitsvektor. Für f_x wäre das (1, 0), für f_y (0, 1).
ach soooooo. vielen dank. da hilft mir unglaublich weit weiter. dann ist das ja nicht so schwer.
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MAX

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10

Tuesday, December 10th 2002, 8:32pm

Stetigkeit

Wie kann man zeigen, dass die Funktion im Punkt (0,0) stetig ist??? Ist sie dort stetig? Muss man da mit epsilon-delta Beweis arbeiten oder was anderes machen?
mfg
MAX

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11

Wednesday, December 11th 2002, 4:59pm

Quoted

Original von MAX
Wie kann man zeigen, dass die Funktion im Punkt (0,0) stetig ist??? Ist sie dort stetig? Muss man da mit epsilon-delta Beweis arbeiten oder was anderes machen?
f ist im Ursprung stetig. Das läßt sich mit einem Epsilon-Delta-Beweis zeigen.
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12

Thursday, December 12th 2002, 12:28am

Quoted

Original von Joachim
Da hast du dich wahrscheinlich verrechnet. Ich komme auf:

f_x(0, 0) = 1
f_y(0, 0) = 0

Dann ergibt sich die Jacobi-Matrix zu (1, 0).

Nach kurzer Rechnung stellt man dann fest, daß f in (0, 0) nicht (total) differenzierbar ist.


Die Jakobi-Matrix (besser: den Jakobi-Vektor ;) habe ich auch, aber wenn man das ganze dann ausrechnet und noch einmal nach Polarkoordinaten umformt, kommt da 0 raus für (x,y) -> (0,0), und das ist das, was wir wollen.

Der finale Bruch sieht bei mir so aus:

lim((x,y) -> (0,0)) [ ((x^3-3xy^2)/(x^2+y^2) -x) / ||(x,y)|| ] => (Polar) => lim(r -> 0) -4r^3cos(phi)sin^2(phi)/r = -4r^2cos(phi)sin^2(phi) = 0

Durch das r darf ich ja in dem Moment teilen, weil ich einen Grenzwert betrachte. Right?
Na, wir werden's morgen sehen.

--ck
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13

Thursday, December 12th 2002, 11:58am

Quoted

Original von absynth
Der finale Bruch sieht bei mir so aus:

lim((x,y) -> (0,0)) [ ((x^3-3xy^2)/(x^2+y^2) -x) / ||(x,y)|| ] => (Polar) => lim(r -> 0) -4r^3cos(phi)sin^2(phi)/r = -4r^2cos(phi)sin^2(phi) = 0

Durch das r darf ich ja in dem Moment teilen, weil ich einen Grenzwert betrachte. Right?
Na, wir werden's morgen sehen.

--ck
wieso? kurz das r im nenner weg. damit geht der zähler gegen und und folglich der gesamte quotient. also ist der grenzwert 0 und f stetig. q.e.d.
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14

Thursday, December 12th 2002, 4:39pm

Auch, wenn es zu spät ist:

Quoted

Original von absynth
Der finale Bruch sieht bei mir so aus:

lim((x,y) -> (0,0)) [ ((x^3-3xy^2)/(x^2+y^2) -x) / ||(x,y)|| ] => (Polar) => lim(r -> 0) -4r^3cos(phi)sin^2(phi)/r = -4r^2cos(phi)sin^2(phi) = 0
Da hast du aber das
(x^2 + y^2) = r^2
im Nenner vergessen. Ich komme nach der Transformation in Polarkoordinaten auf
-3*cos(phi)*sin(phi).

Und das ist ja bekanntlich für die meisten phi ungleich Null.


Quoted

Original von Diktator
wieso? kurz das r im nenner weg. damit geht der zähler gegen und und folglich der gesamte quotient. also ist der grenzwert 0 und f stetig. q.e.d.
Nix q.e.d. Um Stetigkeit ging es bei dieser Rechnung gar nicht. Zu zeigen bzw. zu widerlegen war die Differenzierbarkeit.
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Thursday, December 12th 2002, 6:43pm

oh, dann habe ich die aufgabenteile verwechselt. ich bitte um entschuldigung.
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