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Überprüfen Sie die Funktion f auf partielle bzw. totale Differenzierbarkeit und berechnen Sie gegebenenfalls die partielle/totale Ableitung.

f : ℝ2 → ℝ, f(x,y) = \( \sqrt[3]{x^2*y^2} \).

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Aloha :)

Für alle Punkte außer \((0|0)\) sind die beiden partiellen Ableitungen definiert und stetig:$$\frac{\partial f}{\partial x}=\frac{\partial}{\partial x}\left(x^{\frac23}y^{\frac23}\right)=\frac23x^{-\frac13}y^{\frac23}=\frac23\cdot\frac{x^{\frac23}y^{\frac23}}{x}=\frac{2\sqrt[3]{x^2y^2}}{3x}$$$$\frac{\partial f}{\partial y}=\frac{\partial}{\partial y}\left(x^{\frac23}y^{\frac23}\right)=\frac{2\sqrt[3]{x^2y^2}}{3y}$$

Die partielle Ableitung nach \(x\) ist nicht definiert für \(x=0\), diejenige nach \(y\) ist nicht definiert für \(y=0\).

In Summe bedeutet dies, dass die Jacobi-Matrix bzw. die totale Ableitung nicht defniert ist, wenn der Punkt \((x;y)\) auf einer Koordinatenachse liegt, wenn also eine der Komponenten gleich \(0\) ist:$$J(f)=\begin{pmatrix}\frac{2\sqrt[3]{x^2y^2}}{3x} & \frac{2\sqrt[3]{x^2y^2}}{3y}\end{pmatrix}\quad\text{für }x\cdot y\ne0$$

Avatar von 152 k 🚀

Diese Lösung halte ich für zu optimistisch. Was wäre etwa

$$\partial_x f (0,1)$$

Danke dir, hab's korrigiert.

Das ist zu pessimistisch. Im Nullpunkt ist mit \(r:= \sqrt{x^2+y^2}\)

$$\left| \frac{1}{r}(f(x,y)-f(0,0)-0\cdot x-0 \cdot y) \right| \leq \frac{r^{4/3}}{r} \to 0$$

Also ist die Ableitung dort gleich \((0,0)\)

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