Mathematik für Ingenieure II für Dummies. J. Michael Fried

also konstant. Sie erhalten damit eine nützliche und anschauliche Beziehung zwischen dem Gradienten einer Funktion und ihren Höhenlinien.

      

Der Gradient einer differenzierbaren Funktion steht senkrecht auf den Höhenlinien von .

      Ein Beispiel: Die Funktion

      hat als Höhenlinien konzentrische Kreise mit Radius

Ihr Gradient ist durch

      gegeben. An jeder Stelle steht der Vektor senkrecht auf dem Kreis mit Radius .

Und weiter so! Ableitungen höherer Ordnung

      Bei den reellwertigen Funktionen einer einzigen Variablen kennen Sie wahrscheinlich nicht nur einfache, sondern auch mehrfache Ableitungen: Die Ableitung einer solchen Funktion ist ihrerseits wieder eine reellwertige Funktion von einer Variablen, die Sie selbstverständlich auch auf Differenzierbarkeit untersuchen können. Falls die Ableitung der Ableitungsfunktion existiert, erhalten Sie damit die zweite Ableitung von .

      So ähnlich können Sie auch höhere Ableitungen einer Funktion über die Ableitungen ihrer Ableitungen definieren.

      In eine Richtung: Partielle Ableitungen höherer Ordnung

      Partielle Ableitungen höherer Ordnung erhalten Sie als die partiellen Ableitungen der partiellen Ableitungen, sofern diese existieren.

      

Für eine partiell differenzierbare reellwertige Funktion von Variablen heißen die partiellen Ableitungen Partielle Ableitungen 1. Ordnung von .

      Partielle Ableitungen 2. Ordnung erhalten Sie aus den partiellen Ableitungen 1. Ordnung, indem Sie diese partiell differenzieren.

      

Für eine partiell differenzierbare reellwertige Funktion von Variablen mit ihrerseits partiell differenzierbaren partiellen Ableitungen 1. Ordnung sind für die partiellen Ableitungen 2. Ordnung von durch

definiert. Für den Fall schreibt man auch

      Falls die entsprechenden partiellen Ableitungen existieren, erhalten Sie auf diese Art beliebige partielle Ableitungen höherer Ordnung. Zum Beispiel die partiellen Ableitungen 3. Ordnung:

      für .

       Ein Beispiel:

      Zur reellwertigen Funktion

Скачать книгу