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Partielle Ableitung bestimmen 1. und 2. Ordnung!

f(x,y)=(c^{2}+y^{2})/(c^{2}+x^{2})


Bitte um ausführliche Lösungsvorschläge

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Hallo

wo liegt denn die Schwierigkeit? wenn du nach y ableitest ist x wie eine Konstante und

y^2/const kannst du doch wohl ableiten? ebenso const/(c^2+x^2)

also erzähl lieber, wo deine Schwierigkeiten liegen, oder du nur einfach die Arbeit uns machen lässt?

Gruß lul

Avatar von 108 k 🚀

mit den regeln anwenden. Ich weiss nicht so recht. ist das jetzt quotientenregel?

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     f  (  x  ²  +  c  ²  )  =  y  ²  +  c  ²       (  1  )

(  x  ²  +  c  ²  )  f_x  +  2  x  f  =  0      (  2a  )

(  x  ²  +  c  ²  )  f_y  =  2  y      (  2b  )


   Die 2. Ableitung mach ich direkt aus ( 1 ) über die Leibnizregel.


  f_xx ( x ² + c ² ) + 4 x f_x + 2 f =  0    (  3a  )

 (  x  ²  +  c  ²  )  f_yy  =  2               (  3b  )


    Und den Kreuzterm;   in ( 2a ) würdest du kriegen


      (  x  ²  +  c  ²  )  f_xy  +  2  x  f_y  =  0     (  4a  )


    und in ( 2b )


      2  x  f_y  +  (  x  ²  +  c  ²  )  f_xy  =  0      (  4b  )  ;  ditto


   Dies ist ein LGS im Gaußschen Dreiecksformat, wo du am Schluss nur noch alles auf den HN bringen musst.

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Was habakuktibatong schreibt verstehe ich nicht,

richtig ist $$f_x=\frac{y^2+c^2}{(x^2+c^2)^2}*2x$$ $$f_y=\frac{2y}{x^2+c^2}$$

bei f_x Quotientenregel oder schreib statt dem Bruch den Nenner als (x^2+c^2)^{-1} und benutze die Kettenregel.

jetzt die nächsten Ableitungen bist du dran.

Gruß lul

  Was ist an meiner Vorgehensweise unverständlich?  Den störenden Bruch habe ich weg gemacht.  Sämtliche Ableitungen kriegst du über wiederholte Anwendung der Produktregel.  Dabei erscheinen die eigentlichen Ableitungen, die dich intressieren, als Unbekannte eines LGS  , welches dir gegeben ist im Gaußschen Dreiecksformat.

    Nimm z.B.  (  1.2b  )  ; da kommt Haar genau das Selbe raus, was Lou auch sagt:


       f_y  =  2  y  /  (  x  ²  +  c ²  )       (  2.1  )


     Und in (  1.2.a  )


                            2  x  f

     f_x  =  -    -------------------      (  2.2a  )

                         x ² + c ²


     Die Funktion  f   in  ( 2.2a ) ist praktisch die erste  " Unbekannte " in dem Gaußschema;   den Term setzen wir ein

                                     y ² + c ²

      f_x  =   -   2  x      ---------------------       (  2.2b  )

                                  ( x ² + c ² ) ²


      Lou mit seiner direkten Metode hat nicht aufgepasst und von Daher einen Vorzeichendreher - Kettenregel !

   Die   " Klammer Hoch Minus Eins "  abgelitten ergibt

   "  MINUS  die Klammer hoch Minus Zwei .

   Und   mit der Ordnung der Ableitung wird das immer schlimmer, weil ja der Grad des Nennerpolynoms von Mal zu Mal zunimmt.

   Dagegen ich brauch gar keine Kettenregel; alter Handwerkerspruch

   " Was nicht eingebaut ist, kann auch nicht kaputt gehen. "

   In meiner Produktdarstellung werde ich nie höhere Potenzen des Faktors  ( x ² + c ² rein kriegen.

   Und da du weiter nix tust als lineare Gleichungen lösen, bleibt es deiner Fantasie überlassen, welche Faktoren sich eventuell auszuklammern lohnt oder ob du überhaupt willens bist,   hinterher alles auf den Hauptnenner zu bringen - ich bin da immer äußerst flexibel.

   Die Gleichungen hab ich dir sämtlich hingeschrieben; für etwaige Rechenfehler bitte ich im Voraus um Entschuldigung.

   Du musst wirklich nur noch einsetzen  ( wozu ich selbst ehrlich zu faul war. )

Hallo

mit dem Vorzeichenfehler hat  habakuktibatong natürlich recht, - danke für die Verbesserung! Seine Methode hab ich nun auch kapiert, finde sie aber nicht weniger kompliziert als direktes Ableiten. Ist wohl Gewohnheitssache.

Gruß lul

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