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Hallo wie prüfe ich folgendes ob es in C1 ist?
g\( \begin{pmatrix} sin(t_1)\\t_1t^3_2\\t^4_2+1 \end{pmatrix} \)=\( \begin{pmatrix} sin(t_1)|t^4_2+1|\\t_1t^3_2-t^4_2-1 \end{pmatrix} \)

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Da gibt es nicht viel zu zeigen, denn die Verkettung von \(C^1\)-Funktionen ist wieder \(C^1\).

Du musst also nur feststellen, ob dies so ist.

Dazu betrachtest du die Funktionen einzeln:

$$f:\; \begin{pmatrix} t_1\\t_2 \end{pmatrix} \mapsto \begin{pmatrix} \sin t_1\\t_1 t_2^3\\t_2^4+1 \end{pmatrix}$$

$$g:\; \begin{pmatrix} x\\y\\z \end{pmatrix} \mapsto \begin{pmatrix} x|z|\\y-z \end{pmatrix}$$

\(f\) hat offenbar nur stetig differenzierbare Komponenten.

Bei \(g\) ist nur \(|z|\) scheinbar ein Problem. Aber glücklicherweise gilt

$$t_2^4+1 > 0 \Rightarrow f\left(\mathbb R^2\right)\subset \mathbb R^2\times (0,\infty)$$

D.h., auf \(f\left(\mathbb R^2\right)\) gilt \(|z| = z\):

$$\left. g\right|_{f\left(\mathbb R^2\right)}:\; \begin{pmatrix} x\\y\\z \end{pmatrix} \mapsto \begin{pmatrix} x{\color{blue}{z}}\\y-z \end{pmatrix}$$

Damit ist \(g\) eingeschränkt auf das Bild von \(f\) auch \(C^1\) und alles ist schick.


Nachtrag:

Du kannst es dir natürlich auch ganz leicht machen, und einfach die verkettete Funktion anschauen und feststellen, dass \(|t_2^4+1| = t_2^4 + 1\) gilt. Damit bestehen die Komponenten der verketteten Funktion nur aus \(C^1\)-Funktionen und ist damit selbst \(C^1\).

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