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Aufgabe: partiell ableiten einer e-Funktion mit Bruch

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Text erkannt:

Bestimmen Sie die partielle Ableitung \( f_{1}^{\prime}\left(x_{1}, x_{2}\right) \) der Funktion
\( f\left(x_{1}, x_{2}\right)=x_{1}^{6} \cdot e^{\frac{x_{2}^{6}}{x_{1}^{6}+x_{2}^{6}}} \)
an der Stelle \( \mathbf{a}=\left(\begin{array}{l}1.00 \\ 1.74\end{array}\right) \)


Problem/Ansatz:

Ich verstehe leider nicht wie ich ableiten muss, um auf das Ergebnis von 15.22 zu kommen.

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\(f_{\color{blue}{1}}^{\color{blue}{\prime}}(x_1,x_2)\) ist eine andere Schreibweise für \(\frac{\partial}{\partial x_\color{blue}{1}}f(x_{\color{blue}{1}},x_2)\).

D.h., du differenzierst die gegebene Funktion nach \(x_1\). Dabei behandelst du \(x_2\) wie eine Konstante.

Zum Schluss setzt du in die erhaltenen Ableitung \(x_1 = 1\) und \(x_2 = 1.74\) ein.

Hier kurz zur Überprüfung:
Partielle Ableitung

Wert der partiellen Ableitung an der gegebenen Stelle

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Benutze https://www.ableitungsrechner.net/ zur Hilfe und Selbstkontrolle

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Setzt man dort jetzt die Stelle a ein bekommt man etwa 15.22 heraus. Solltest du detaillierte Fragen zur Ableitung haben, dann frag gerne nochmals nach. Die Seite, die ich dir genannt habe, zeigt aber auch schon Ableitungsregeln an, wenn du mit der Maus über die Terme fährst.

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Aloha :)

Gesucht ist die partielle Ableitung von$$f(x;y)=x^6\cdot e^{\frac{y^6}{x^6+y^6}}$$nach der Variablen \(x\). Daher behandelst du \(y\) wie ein konsante Zahl.

Im ersten Schritt wendest du die Produktregel an:$$f_x(x;y)=\left(\underbrace{x^6}_{=u}\cdot\underbrace{e^{\frac{y^6}{x^6+y^6}}}_{=v}\right)'=\underbrace{6x^5}_{=u'}\cdot\underbrace{e^{\frac{y^6}{x^6+y^6}}}_{=v}+\underbrace{x^6}_{=u}\cdot\underbrace{\left(e^{\frac{y^6}{x^6+y^6}}\right)'}_{=v'}$$

Zur Bestimmung von \(v'\) brauchst du die Kettenregel:$$f_x(x;y)=6x^5\cdot e^{\frac{y^6}{x^6+y^6}}+x^6\cdot\underbrace{e^{\frac{y^6}{x^6+y^6}}}_{\text{äußere Abl.}}\cdot\underbrace{\left(\frac{y^6}{x^6+y^6}\right)'}_{\text{innere Abl.}}$$

Zur Bestimmung der inneren Ableitung nutzen wir die Quotientenregel:$$\left(\frac{\overbrace{y^6}^{=u}}{\underbrace{x^6+y^6}_{=v}}\right)'=\frac{\overbrace{0}^{=u'}\cdot\overbrace{(x^6+y^6)}^{=v}-\overbrace{y^6}^{=u}\cdot\overbrace{6x^5}^{=v'}}{\underbrace{(x^6+y^6)^2}_{=v^2}}=-\frac{6x^5y^6}{(x^6+y^6)^2}$$

Das setzen wir oben ein und erhalten schließlich:$$f_x(x;y)=6x^5\cdot e^{\frac{y^6}{x^6+y^6}}+x^6\cdot e^{\frac{y^6}{x^6+y^6}}\cdot\left(-\frac{6x^5y^6}{(x^6+y^6)^2}\right)$$$$f_x(x;y)=6x^5e^{\frac{y^6}{x^6+y^6}}\left(1-\frac{x^6y^6}{(x^6+y^6)^2}\right)$$

Speziell an der Stelle \((x_0;y_0)=(1;1,74)\) gilt daher:$$f_x(1;1,74)\approx15,2234$$

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