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Aufgabe:

Das ist eine an Nahtstellen abschnittsweise definierter Funktionen übliche Vorgehensweise:

Die Funktion f ist an der Stelle x0 differenzierbar, wenn sie in x0 stetig ist und die linksseitige Ableitung in x den gleichen Wert hat wie die rechtsseitige Ableitung.

Kennt jemand dafür eine Quelle für einen formalen Beweis ?

Gruß Wolfgang…

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Hallo

versteh ich nicht, das ist doch der Beweis von Stetigkeit und Differenzierbarkeit?

lul

Kommentar gelöscht

1 Antwort

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Es sei \(g(x)=\frac{f(x)-f(x_0)}{x-x_0}\) für \(x\neq x_0\)..

Diffbarkeit von \(f\) in \(x_0\) bedeutet, dass

\(A:=\lim_{x\to x_0} g(x)\) existtiert, d.h. zu jedem \(\epsilon>0\)

gibt es ein \(\delta>0\), so dass

\(x_0-\delta < x < x_0+\delta\Rightarrow |g(x)-A|<\epsilon\).

Existenz der linksseitigen Ableitung \(A_-\) bedeutet

die Existenz eines \(\delta_1>0\), so dass

\(x_0-\delta_1 < x < x_0\Rightarrow |g(x)-A_-|<\epsilon\).

Entsprechend bedeutet die

Existenz der rechtsseitigen Ableitung \(A_+\)

die Existenz eines \(\delta_2>0\), so dass

\(x_0 < x < x_0+\delta_2\Rightarrow |g(x)-A_+|<\epsilon\).

Setze \(\delta=\min(\delta_1,\delta_2)\), dann gilt

\(x_0-\delta<x<x_0+\delta \Rightarrow |g(x)-A|<\epsilon\) für

\(A_-=A_+=:A\),

q.e.d.

Die Stetigkeit in \(x_0\) muss nicht vorausgesetzt werden, da

diese ex post aus der Diffbarkeit folgt.

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Hinweis: Bei abschnittsweise definierten Funktionen wird auch gerne als Kriterium verwendet:

$$\lim_{x \uparrow x_0}f'(x)=\lim_{x \downarrow x_0}f'(x)$$

Dafür muss die Stetigkeit von f im Punkt \(x_0\) explizit verlangt werden.

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