Numerische Integration: Trapez- und Simpsonregel

Fourierreihen

Implizite Funktionen

Partielle Ableitungen

Banachscher Fixpunktsatz

Satz über Umkehrabbildungen (lokal)

Jacobi-Matrix

Satz über Umkehrabbildung (mehrdimensional)

Lokaler Umkehrsatz

Taylorpolynome (mehrdimensional)

Der Gradient

Die Hesse-Matrix

Mehrdimensionale Taylorformel

Satz von Schwarz

Integralgleichung

kettenregel

Lösbarkeit einer Matrix

Glechgewicht

Schiefe Ebene

Elektrische Anlage mit Abzweigunen

Flächenträgheit

Wechselstrom

Cauchy Verdichtungssatz 

Schaltvorgänge

Singulärwertzerlegung

Spann

Lineares Gleichungssystem

spannung

LR-Zerlegung mit pivotisierung 

Basis bestimmen

trigonalisierbarkeit

Fourier Koeffizienten bestimmen

Reimann-Summen

Ungleichungen 

Statik in der Ebene

Fourier-Reihen

Funktionsfolgen

Unterschied In/Homogen

Basis, Basiswechsel

Abbildungsmatrizen

Funktionen bestimmen

Geraden und Ebenen

Gruppen

lineare abbildung 

quadratische ergänzung

Baustatik 1

Anfangswertprobleme :)

Differentialgleichungen

basis 

QR-Algorithmus

QR-Zerlegung

Cholesky-Zerlegung

Bild & Urbild

Zweigstromanalyse

Transistor als Thermometer

Investment

Teilfolgen

Epsilon Delta Kriterium

prinzip der virtuellen verrückung 

Linear Kombination

Folgen, Reihen und Potenzreihen

Flächenpressung

Arbeit 

Cholesky Zerlegung

Polynomfunktionen beschreiben

Zu Maß-und Integrationstheorie: Majorisierte Konvergenz

Teilchenphysik und Festkörperphysik

Orthogonaltrajektorien

test

Taylorreihen

Regel von de L'Hopital

Mathe

KRAFT

Grenzwert Funktion 

Folgenkriterium

ϵ-δ Kriterium 

Beweis Stetigkeit 

Wahrheitstabelle

2x2 Matrix

Matrix invertieren

Basiswechselsatz

Lineare Abbildunge 

Vorderrad fahradgabel lagerkräfte berechnen 

Spannungsregelung

Jordan Normal Form

Test

Induktion 

Jordan-Normalform

Ansatz der Störfunktion zur Bestimmung der Partikulären Lösung

Kurvenintegral

dlg mithilfe inhomogenen linearen system lösen

Inverse einer Matrix

Gleichmäßige Stetigkeit

addition

Regel von L´Hospital

Lineare Abbildungen

dimension eines Untervektorraumes bestimmen

Stationäre Stoffübertragung

Polplan, Prinzip der virtuellen Verrückungen

komplexe Ungleichungen 

Bidualräume

Dualräume

Taylorpolynome

Kern und Basis

Diagonalisieren einer Matrix

Rekursive Folgen

Exponentialreihe

Darstellungsmatrizen

restglied

Basiswechsel

Gamma Funktion

<p>\begin{align*}T_{(2,1), 3}(x, y)=x^{2}+x y^{2}-3 x y+3 x-2 y^{3}+6 y^{2}-6 y+2\end{align*}</p>

<p>Die Formel für das dritte Taylorpolynom im Punkt $P(2,1)$ lautet:</p>


<p>Die Formel für das dritte Taylorpolynom im Punkt <mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg alt="P(2,1)" style="vertical-align: -0.566ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.728ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 2973.7 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-11534-TEX-I-1D443" d="M287 628Q287 635 230 637Q206 637 199 638T192 648Q192 649 194 659Q200 679 203 681T397 683Q587 682 600 680Q664 669 707 631T751 530Q751 453 685 389Q616 321 507 303Q500 302 402 301H307L277 182Q247 66 247 59Q247 55 248 54T255 50T272 48T305 46H336Q342 37 342 35Q342 19 335 5Q330 0 319 0Q316 0 282 1T182 2Q120 2 87 2T51 1Q33 1 33 11Q33 13 36 25Q40 41 44 43T67 46Q94 46 127 49Q141 52 146 61Q149 65 218 339T287 628ZM645 554Q645 567 643 575T634 597T609 619T560 635Q553 636 480 637Q463 637 445 637T416 636T404 636Q391 635 386 627Q384 621 367 550T332 412T314 344Q314 342 395 342H407H430Q542 342 590 392Q617 419 631 471T645 554Z"></path><path id="MJX-11534-TEX-N-28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path><path id="MJX-11534-TEX-N-32" d="M109 429Q82 429 66 447T50 491Q50 562 103 614T235 666Q326 666 387 610T449 465Q449 422 429 383T381 315T301 241Q265 210 201 149L142 93L218 92Q375 92 385 97Q392 99 409 186V189H449V186Q448 183 436 95T421 3V0H50V19V31Q50 38 56 46T86 81Q115 113 136 137Q145 147 170 174T204 211T233 244T261 278T284 308T305 340T320 369T333 401T340 431T343 464Q343 527 309 573T212 619Q179 619 154 602T119 569T109 550Q109 549 114 549Q132 549 151 535T170 489Q170 464 154 447T109 429Z"></path><path id="MJX-11534-TEX-N-2C" d="M78 35T78 60T94 103T137 121Q165 121 187 96T210 8Q210 -27 201 -60T180 -117T154 -158T130 -185T117 -194Q113 -194 104 -185T95 -172Q95 -168 106 -156T131 -126T157 -76T173 -3V9L172 8Q170 7 167 6T161 3T152 1T140 0Q113 0 96 17Z"></path><path id="MJX-11534-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path><path id="MJX-11534-TEX-N-29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="matrix(1 0 0 -1 0 0)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use xlink:href="#MJX-11534-TEX-I-1D443"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(751, 0)"><use xlink:href="#MJX-11534-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(1140, 0)"><use xlink:href="#MJX-11534-TEX-N-32"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1640, 0)"><use xlink:href="#MJX-11534-TEX-N-2C"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(2084.7, 0)"><use xlink:href="#MJX-11534-TEX-N-31"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2584.7, 0)"><use xlink:href="#MJX-11534-TEX-N-29"></use></g></g></g></svg></mjx-container> lautet:</p>


<p>\begin{aligned}<br />T_{(2,1), 3}(x, y)=&amp; f(2,1)+f_{x}(2,1)(x-2)+f_{y}(2,1)(y-1) \\<br />&amp;+\frac{1}{2} f_{x x}(2,1)(x-2)^{2}+f_{x y}(2,1)(x-2)(y-1) \\<br />&amp;+\frac{1}{2} f_{y y}(2,1)(y-1)^{2}+\frac{1}{6} f_{x x x}(2,1)(x-2)^{3} \\<br />&amp;+\frac{1}{2} f_{x x y}(2,1)(x-2)^{2}(y-1)+\frac{1}{2} f_{y x x}(2,1)(x-2)(y-1)^{2} \\<br />&amp;+\frac{1}{6} f_{y y y}(2,1)(y-1)^{3}<br />\end{aligned}</p>


<p>Bestimme alle partiellen Ableitungen bis zur 3. Ordnung:</p>


<p>\begin{aligned}<br />f_{x} &amp;=y^{-1}+2 x \\</p>
<p>f_{y}&amp;=-x y^{-2} \\<br />f_{x x} &amp;=2 \\</p>
<p>f_{x y}&amp;=f_{y x}=-y^{-2} \\</p>
<p>f_{y y}&amp;=2 x y^{-3} \\<br />f_{x x x} &amp;=0 \\</p>
<p>f_{x x y}&amp;=0 \\</p>
<p>f_{y y x}&amp;=2 y^{-3} \\</p>
<p>f_{y y y}&amp;=-6 x y^{-4}<br />\end{aligned}</p>


<p>Setze den Punkt $P(2,1)$ in alle Ableitungen und die Funktion selbst ein:</p>


<p>Setze den Punkt <mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg alt="P(2,1)" style="vertical-align: -0.566ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.728ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 2973.7 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-11537-TEX-I-1D443" d="M287 628Q287 635 230 637Q206 637 199 638T192 648Q192 649 194 659Q200 679 203 681T397 683Q587 682 600 680Q664 669 707 631T751 530Q751 453 685 389Q616 321 507 303Q500 302 402 301H307L277 182Q247 66 247 59Q247 55 248 54T255 50T272 48T305 46H336Q342 37 342 35Q342 19 335 5Q330 0 319 0Q316 0 282 1T182 2Q120 2 87 2T51 1Q33 1 33 11Q33 13 36 25Q40 41 44 43T67 46Q94 46 127 49Q141 52 146 61Q149 65 218 339T287 628ZM645 554Q645 567 643 575T634 597T609 619T560 635Q553 636 480 637Q463 637 445 637T416 636T404 636Q391 635 386 627Q384 621 367 550T332 412T314 344Q314 342 395 342H407H430Q542 342 590 392Q617 419 631 471T645 554Z"></path><path id="MJX-11537-TEX-N-28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path><path id="MJX-11537-TEX-N-32" d="M109 429Q82 429 66 447T50 491Q50 562 103 614T235 666Q326 666 387 610T449 465Q449 422 429 383T381 315T301 241Q265 210 201 149L142 93L218 92Q375 92 385 97Q392 99 409 186V189H449V186Q448 183 436 95T421 3V0H50V19V31Q50 38 56 46T86 81Q115 113 136 137Q145 147 170 174T204 211T233 244T261 278T284 308T305 340T320 369T333 401T340 431T343 464Q343 527 309 573T212 619Q179 619 154 602T119 569T109 550Q109 549 114 549Q132 549 151 535T170 489Q170 464 154 447T109 429Z"></path><path id="MJX-11537-TEX-N-2C" d="M78 35T78 60T94 103T137 121Q165 121 187 96T210 8Q210 -27 201 -60T180 -117T154 -158T130 -185T117 -194Q113 -194 104 -185T95 -172Q95 -168 106 -156T131 -126T157 -76T173 -3V9L172 8Q170 7 167 6T161 3T152 1T140 0Q113 0 96 17Z"></path><path id="MJX-11537-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path><path id="MJX-11537-TEX-N-29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="matrix(1 0 0 -1 0 0)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use xlink:href="#MJX-11537-TEX-I-1D443"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(751, 0)"><use xlink:href="#MJX-11537-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(1140, 0)"><use xlink:href="#MJX-11537-TEX-N-32"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1640, 0)"><use xlink:href="#MJX-11537-TEX-N-2C"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(2084.7, 0)"><use xlink:href="#MJX-11537-TEX-N-31"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2584.7, 0)"><use xlink:href="#MJX-11537-TEX-N-29"></use></g></g></g></svg></mjx-container> in alle Ableitungen und die Funktion selbst ein:</p>


<p>\begin{aligned}<br />f(2,1) &amp;=6 \\<br />f_{x}(2,1) &amp;=5 \\<br />f_{y}(2,1) &amp;=-2 \\<br />f_{x x}(2,1) &amp;=2 \\<br />f_{x y}(2,1) &amp;=-1 \\<br />f_{y y}(2,1) &amp;=4 \\<br />f_{x x x}(2,1) &amp;=0 \\<br />f_{x x y}(2,1) &amp;=0 \\<br />f_{y y x}(2,1) &amp;=2 \\<br />f_{y y y}(2,1) &amp;=-12<br />\end{aligned}</p>


<p>\begin{aligned}<br />T_{(2,1), 3}(x, y)=&amp; 6+5(x-2)-2(y-1)+(x-2)^{2}-(x-2)(y-1)+2(y-1)^{2} \\<br />&amp;+(x-2)(y-1)^{2}-2(y-1)^{3}<br />\end{aligned}</p>


<p>Bestimme das Taylorpolynom 3. Ordnung der Funktion<br />\[<br />f(x, y)=\frac{x}{y}+x^{2}<br />\]</p>
<p>im Entwicklungspunkt $P(2,1)$</p>

<p>Bestimme das Taylorpolynom 3. Ordnung der Funktion<br /><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" display="true" justify="left"><svg alt="
f(x, y)=\frac{x}{y}+x^{2}
" style="vertical-align: -2.016ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="16.693ex" height="4.545ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -1118 7378.2 2009" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-11532-TEX-I-1D453" d="M118 -162Q120 -162 124 -164T135 -167T147 -168Q160 -168 171 -155T187 -126Q197 -99 221 27T267 267T289 382V385H242Q195 385 192 387Q188 390 188 397L195 425Q197 430 203 430T250 431Q298 431 298 432Q298 434 307 482T319 540Q356 705 465 705Q502 703 526 683T550 630Q550 594 529 578T487 561Q443 561 443 603Q443 622 454 636T478 657L487 662Q471 668 457 668Q445 668 434 658T419 630Q412 601 403 552T387 469T380 433Q380 431 435 431Q480 431 487 430T498 424Q499 420 496 407T491 391Q489 386 482 386T428 385H372L349 263Q301 15 282 -47Q255 -132 212 -173Q175 -205 139 -205Q107 -205 81 -186T55 -132Q55 -95 76 -78T118 -61Q162 -61 162 -103Q162 -122 151 -136T127 -157L118 -162Z"></path><path id="MJX-11532-TEX-N-28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 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<p>im Entwicklungspunkt <mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg alt="P(2,1)" style="vertical-align: -0.566ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="6.728ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 2973.7 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-11533-TEX-I-1D443" d="M287 628Q287 635 230 637Q206 637 199 638T192 648Q192 649 194 659Q200 679 203 681T397 683Q587 682 600 680Q664 669 707 631T751 530Q751 453 685 389Q616 321 507 303Q500 302 402 301H307L277 182Q247 66 247 59Q247 55 248 54T255 50T272 48T305 46H336Q342 37 342 35Q342 19 335 5Q330 0 319 0Q316 0 282 1T182 2Q120 2 87 2T51 1Q33 1 33 11Q33 13 36 25Q40 41 44 43T67 46Q94 46 127 49Q141 52 146 61Q149 65 218 339T287 628ZM645 554Q645 567 643 575T634 597T609 619T560 635Q553 636 480 637Q463 637 445 637T416 636T404 636Q391 635 386 627Q384 621 367 550T332 412T314 344Q314 342 395 342H407H430Q542 342 590 392Q617 419 631 471T645 554Z"></path><path id="MJX-11533-TEX-N-28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path><path id="MJX-11533-TEX-N-32" d="M109 429Q82 429 66 447T50 491Q50 562 103 614T235 666Q326 666 387 610T449 465Q449 422 429 383T381 315T301 241Q265 210 201 149L142 93L218 92Q375 92 385 97Q392 99 409 186V189H449V186Q448 183 436 95T421 3V0H50V19V31Q50 38 56 46T86 81Q115 113 136 137Q145 147 170 174T204 211T233 244T261 278T284 308T305 340T320 369T333 401T340 431T343 464Q343 527 309 573T212 619Q179 619 154 602T119 569T109 550Q109 549 114 549Q132 549 151 535T170 489Q170 464 154 447T109 429Z"></path><path id="MJX-11533-TEX-N-2C" d="M78 35T78 60T94 103T137 121Q165 121 187 96T210 8Q210 -27 201 -60T180 -117T154 -158T130 -185T117 -194Q113 -194 104 -185T95 -172Q95 -168 106 -156T131 -126T157 -76T173 -3V9L172 8Q170 7 167 6T161 3T152 1T140 0Q113 0 96 17Z"></path><path id="MJX-11533-TEX-N-31" d="M213 578L200 573Q186 568 160 563T102 556H83V602H102Q149 604 189 617T245 641T273 663Q275 666 285 666Q294 666 302 660V361L303 61Q310 54 315 52T339 48T401 46H427V0H416Q395 3 257 3Q121 3 100 0H88V46H114Q136 46 152 46T177 47T193 50T201 52T207 57T213 61V578Z"></path><path id="MJX-11533-TEX-N-29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="matrix(1 0 0 -1 0 0)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use xlink:href="#MJX-11533-TEX-I-1D443"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(751, 0)"><use xlink:href="#MJX-11533-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(1140, 0)"><use xlink:href="#MJX-11533-TEX-N-32"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1640, 0)"><use xlink:href="#MJX-11533-TEX-N-2C"></use></g><g data-mml-node="mn" transform="translate(2084.7, 0)"><use xlink:href="#MJX-11533-TEX-N-31"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2584.7, 0)"><use xlink:href="#MJX-11533-TEX-N-29"></use></g></g></g></svg></mjx-container></p>

Dies ist eine interaktive Aufgabe zu: Taylorpolynome (mehrdimensional) mit praktischen Tipps zum Lösen und einer Zusammenfassung der nötigen Theorie

Funktionen (mehrdimensionale) - Taylorpolynome (mehrdimensional) | Auf


<h2 class="content_sub_heading">Partielle Ableitung</h2>
<p>Eine Partielle Ableitung, ist die Ableitung nach einer Varibalen von einer Funktion mit mehreren Veränderlichen. Sie gibt die Änderung in Richtung der entsprechenden Koordinaten-Achse an.</p>



<h2 class="content_sub_heading">Partiell ableiten</h2>
<p>Leite deine Funktion mit mehreren Variablen jeweils nach einer Variablen ab (differenzieren) und behandel dabei die andereren Variablen wie Konstanten.<br />Das Ableiten an sich funktioniert dann wie gewohnt mit allen Ableitungsregeln.</p>


<p>Nach dem <strong>Satz von Schwarz</strong> gilt, dass du die Reihenfolge der Ableitungen hier vertauschen darfst. Es gilt also $f_{xy}=f_{yx}$</p>


<p>Nach dem <strong>Satz von Schwarz</strong> gilt, dass du die Reihenfolge der Ableitungen hier vertauschen darfst. Es gilt also <mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg alt="f_{xy}=f_{yx}" style="vertical-align: -0.667ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="9.008ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -705 3981.5 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-869-TEX-I-1D453" d="M118 -162Q120 -162 124 -164T135 -167T147 -168Q160 -168 171 -155T187 -126Q197 -99 221 27T267 267T289 382V385H242Q195 385 192 387Q188 390 188 397L195 425Q197 430 203 430T250 431Q298 431 298 432Q298 434 307 482T319 540Q356 705 465 705Q502 703 526 683T550 630Q550 594 529 578T487 561Q443 561 443 603Q443 622 454 636T478 657L487 662Q471 668 457 668Q445 668 434 658T419 630Q412 601 403 552T387 469T380 433Q380 431 435 431Q480 431 487 430T498 424Q499 420 496 407T491 391Q489 386 482 386T428 385H372L349 263Q301 15 282 -47Q255 -132 212 -173Q175 -205 139 -205Q107 -205 81 -186T55 -132Q55 -95 76 -78T118 -61Q162 -61 162 -103Q162 -122 151 -136T127 -157L118 -162Z"></path><path id="MJX-869-TEX-I-1D465" d="M52 289Q59 331 106 386T222 442Q257 442 286 424T329 379Q371 442 430 442Q467 442 494 420T522 361Q522 332 508 314T481 292T458 288Q439 288 427 299T415 328Q415 374 465 391Q454 404 425 404Q412 404 406 402Q368 386 350 336Q290 115 290 78Q290 50 306 38T341 26Q378 26 414 59T463 140Q466 150 469 151T485 153H489Q504 153 504 145Q504 144 502 134Q486 77 440 33T333 -11Q263 -11 227 52Q186 -10 133 -10H127Q78 -10 57 16T35 71Q35 103 54 123T99 143Q142 143 142 101Q142 81 130 66T107 46T94 41L91 40Q91 39 97 36T113 29T132 26Q168 26 194 71Q203 87 217 139T245 247T261 313Q266 340 266 352Q266 380 251 392T217 404Q177 404 142 372T93 290Q91 281 88 280T72 278H58Q52 284 52 289Z"></path><path id="MJX-869-TEX-I-1D466" d="M21 287Q21 301 36 335T84 406T158 442Q199 442 224 419T250 355Q248 336 247 334Q247 331 231 288T198 191T182 105Q182 62 196 45T238 27Q261 27 281 38T312 61T339 94Q339 95 344 114T358 173T377 247Q415 397 419 404Q432 431 462 431Q475 431 483 424T494 412T496 403Q496 390 447 193T391 -23Q363 -106 294 -155T156 -205Q111 -205 77 -183T43 -117Q43 -95 50 -80T69 -58T89 -48T106 -45Q150 -45 150 -87Q150 -107 138 -122T115 -142T102 -147L99 -148Q101 -153 118 -160T152 -167H160Q177 -167 186 -165Q219 -156 247 -127T290 -65T313 -9T321 21L315 17Q309 13 296 6T270 -6Q250 -11 231 -11Q185 -11 150 11T104 82Q103 89 103 113Q103 170 138 262T173 379Q173 380 173 381Q173 390 173 393T169 400T158 404H154Q131 404 112 385T82 344T65 302T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-869-TEX-N-3D" d="M56 347Q56 360 70 367H707Q722 359 722 347Q722 336 708 328L390 327H72Q56 332 56 347ZM56 153Q56 168 72 173H708Q722 163 722 153Q722 140 707 133H70Q56 140 56 153Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-869-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(523,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJX-869-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(572,0)"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJX-869-TEX-I-1D466"></use></g></g></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1601.7,0)"><use data-c="3D" xlink:href="#MJX-869-TEX-N-3D"></use></g><g data-mml-node="msub" transform="translate(2657.5,0)"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-869-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(523,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJX-869-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(490,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJX-869-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></g></g></svg></mjx-container></p>



<h2 class="content_sub_heading">Gradient</h2>
<p>Der Gradient $grad(f) = \nabla f$ einer Funktion $f(x_1,x_2,...,x_n)$ ist ein Vektor. Seine Einträge bestehen jeweils aus den ersten partiellen Ableitungen der Funktion $f(x_1,x_2,...,x_n)$.</p>



<h2 class="content_sub_heading">Gradient</h2>
<p>Der Gradient <mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg alt="grad(f) = \nabla f" style="vertical-align: -0.566ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="13.623ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 6021.6 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-870-TEX-I-1D454" d="M311 43Q296 30 267 15T206 0Q143 0 105 45T66 160Q66 265 143 353T314 442Q361 442 401 394L404 398Q406 401 409 404T418 412T431 419T447 422Q461 422 470 413T480 394Q480 379 423 152T363 -80Q345 -134 286 -169T151 -205Q10 -205 10 -137Q10 -111 28 -91T74 -71Q89 -71 102 -80T116 -111Q116 -121 114 -130T107 -144T99 -154T92 -162L90 -164H91Q101 -167 151 -167Q189 -167 211 -155Q234 -144 254 -122T282 -75Q288 -56 298 -13Q311 35 311 43ZM384 328L380 339Q377 350 375 354T369 368T359 382T346 393T328 402T306 405Q262 405 221 352Q191 313 171 233T151 117Q151 38 213 38Q269 38 323 108L331 118L384 328Z"></path><path id="MJX-870-TEX-I-1D45F" d="M21 287Q22 290 23 295T28 317T38 348T53 381T73 411T99 433T132 442Q161 442 183 430T214 408T225 388Q227 382 228 382T236 389Q284 441 347 441H350Q398 441 422 400Q430 381 430 363Q430 333 417 315T391 292T366 288Q346 288 334 299T322 328Q322 376 378 392Q356 405 342 405Q286 405 239 331Q229 315 224 298T190 165Q156 25 151 16Q138 -11 108 -11Q95 -11 87 -5T76 7T74 17Q74 30 114 189T154 366Q154 405 128 405Q107 405 92 377T68 316T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-870-TEX-I-1D44E" d="M33 157Q33 258 109 349T280 441Q331 441 370 392Q386 422 416 422Q429 422 439 414T449 394Q449 381 412 234T374 68Q374 43 381 35T402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487Q506 153 506 144Q506 138 501 117T481 63T449 13Q436 0 417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157ZM351 328Q351 334 346 350T323 385T277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q217 26 254 59T298 110Q300 114 325 217T351 328Z"></path><path id="MJX-870-TEX-I-1D451" d="M366 683Q367 683 438 688T511 694Q523 694 523 686Q523 679 450 384T375 83T374 68Q374 26 402 26Q411 27 422 35Q443 55 463 131Q469 151 473 152Q475 153 483 153H487H491Q506 153 506 145Q506 140 503 129Q490 79 473 48T445 8T417 -8Q409 -10 393 -10Q359 -10 336 5T306 36L300 51Q299 52 296 50Q294 48 292 46Q233 -10 172 -10Q117 -10 75 30T33 157Q33 205 53 255T101 341Q148 398 195 420T280 442Q336 442 364 400Q369 394 369 396Q370 400 396 505T424 616Q424 629 417 632T378 637H357Q351 643 351 645T353 664Q358 683 366 683ZM352 326Q329 405 277 405Q242 405 210 374T160 293Q131 214 119 129Q119 126 119 118T118 106Q118 61 136 44T179 26Q233 26 290 98L298 109L352 326Z"></path><path id="MJX-870-TEX-N-28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path><path id="MJX-870-TEX-I-1D453" d="M118 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<p>Der Gradient ist also ein Vektor, der an jedem Punkt im Raum in Richtung der steilsten Steigung zeigt.</p>



<h2 class="content_sub_heading">Gradient aufstellen</h2>
<p>Bestimme alle partiellen Ableitungen und schreibe sie in einen Vektor. $$grad(f) = \nabla f = \left(\begin{array}{c}f_{x_{1}} \\ f_{x_{2}} \\ \vdots \\ f_{x_{n}}\end{array}\right)$$</p>



<h2 class="content_sub_heading">Gradient aufstellen</h2>
<p>Bestimme alle partiellen Ableitungen und schreibe sie in einen Vektor. <mjx-container class="MathJax" jax="SVG" display="true" justify="left"><svg alt="grad(f) = \nabla f = \left(\begin{array}{c}f_{x_{1}} \\ f_{x_{2}} \\ \vdots \\ f_{x_{n}}\end{array}\right)" style="vertical-align: -5.966ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="23.623ex" height="13.063ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -3136.8 10441.3 5773.7" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-873-TEX-I-1D454" d="M311 43Q296 30 267 15T206 0Q143 0 105 45T66 160Q66 265 143 353T314 442Q361 442 401 394L404 398Q406 401 409 404T418 412T431 419T447 422Q461 422 470 413T480 394Q480 379 423 152T363 -80Q345 -134 286 -169T151 -205Q10 -205 10 -137Q10 -111 28 -91T74 -71Q89 -71 102 -80T116 -111Q116 -121 114 -130T107 -144T99 -154T92 -162L90 -164H91Q101 -167 151 -167Q189 -167 211 -155Q234 -144 254 -122T282 -75Q288 -56 298 -13Q311 35 311 43ZM384 328L380 339Q377 350 375 354T369 368T359 382T346 393T328 402T306 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xlink:href="#MJX-873-TEX-N-22EE"></use></g></g></g></g><g data-mml-node="mtr" transform="translate(0,-2375.3)"><g data-mml-node="mtd"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-873-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(523,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJX-873-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(605,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D45B" xlink:href="#MJX-873-TEX-I-1D45B"></use></g></g></g></g></g></g></g></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2211.2,0)"><use data-c="239E" xlink:href="#MJX-873-TEX-S4-239E" transform="translate(0,1982.8)"></use><use data-c="23A0" xlink:href="#MJX-873-TEX-S4-23A0" transform="translate(0,-1992.8)"></use><svg width="875" height="2355.7" y="-927.8" x="0" viewBox="0 531.9 875 2355.7"><use data-c="239F" xlink:href="#MJX-873-TEX-S4-239F" transform="scale(1,5.699)"></use></svg></g></g></g></g></svg></mjx-container></p>



<h2 class="content_sub_heading">Hesse-Matrix bestimmen</h2>
<ol>
<li>Berechne alle möglichen Kombinationen von den zweiten differentiellen Ableitungen.<br /><br /></li>
<li>Schreibe sie in eine Matrix.<br />Für eine Funktion mit drei Veränderlichen $f(x, y, z)$ sieht das so aus:<br />$$H_{f}(x, y, z)=\left(\begin{array}{lll}<br />f_{x x} &amp; f_{x y} &amp; f_{x z} \\<br />f_{y x} &amp; f_{y y} &amp; f_{y z} \\<br />f_{z x} &amp; f_{z y} &amp; f_{z z}<br />\end{array}\right)$$</li>
</ol>



<h2 class="content_sub_heading">Hesse-Matrix bestimmen</h2>
<ol>
<li>Berechne alle möglichen Kombinationen von den zweiten differentiellen Ableitungen.<br /><br /></li>
<li>Schreibe sie in eine Matrix.<br />Für eine Funktion mit drei Veränderlichen <mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg alt="f(x, y, z)" style="vertical-align: -0.566ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="8.471ex" height="2.262ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 3744.3 1000" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-886-TEX-I-1D453" d="M118 -162Q120 -162 124 -164T135 -167T147 -168Q160 -168 171 -155T187 -126Q197 -99 221 27T267 267T289 382V385H242Q195 385 192 387Q188 390 188 397L195 425Q197 430 203 430T250 431Q298 431 298 432Q298 434 307 482T319 540Q356 705 465 705Q502 703 526 683T550 630Q550 594 529 578T487 561Q443 561 443 603Q443 622 454 636T478 657L487 662Q471 668 457 668Q445 668 434 658T419 630Q412 601 403 552T387 469T380 433Q380 431 435 431Q480 431 487 430T498 424Q499 420 496 407T491 391Q489 386 482 386T428 385H372L349 263Q301 15 282 -47Q255 -132 212 -173Q175 -205 139 -205Q107 -205 81 -186T55 -132Q55 -95 76 -78T118 -61Q162 -61 162 -103Q162 -122 151 -136T127 -157L118 -162Z"></path><path id="MJX-886-TEX-N-28" d="M94 250Q94 319 104 381T127 488T164 576T202 643T244 695T277 729T302 750H315H319Q333 750 333 741Q333 738 316 720T275 667T226 581T184 443T167 250T184 58T225 -81T274 -167T316 -220T333 -241Q333 -250 318 -250H315H302L274 -226Q180 -141 137 -14T94 250Z"></path><path id="MJX-886-TEX-I-1D465" d="M52 289Q59 331 106 386T222 442Q257 442 286 424T329 379Q371 442 430 442Q467 442 494 420T522 361Q522 332 508 314T481 292T458 288Q439 288 427 299T415 328Q415 374 465 391Q454 404 425 404Q412 404 406 402Q368 386 350 336Q290 115 290 78Q290 50 306 38T341 26Q378 26 414 59T463 140Q466 150 469 151T485 153H489Q504 153 504 145Q504 144 502 134Q486 77 440 33T333 -11Q263 -11 227 52Q186 -10 133 -10H127Q78 -10 57 16T35 71Q35 103 54 123T99 143Q142 143 142 101Q142 81 130 66T107 46T94 41L91 40Q91 39 97 36T113 29T132 26Q168 26 194 71Q203 87 217 139T245 247T261 313Q266 340 266 352Q266 380 251 392T217 404Q177 404 142 372T93 290Q91 281 88 280T72 278H58Q52 284 52 289Z"></path><path id="MJX-886-TEX-N-2C" d="M78 35T78 60T94 103T137 121Q165 121 187 96T210 8Q210 -27 201 -60T180 -117T154 -158T130 -185T117 -194Q113 -194 104 -185T95 -172Q95 -168 106 -156T131 -126T157 -76T173 -3V9L172 8Q170 7 167 6T161 3T152 1T140 0Q113 0 96 17Z"></path><path id="MJX-886-TEX-I-1D466" d="M21 287Q21 301 36 335T84 406T158 442Q199 442 224 419T250 355Q248 336 247 334Q247 331 231 288T198 191T182 105Q182 62 196 45T238 27Q261 27 281 38T312 61T339 94Q339 95 344 114T358 173T377 247Q415 397 419 404Q432 431 462 431Q475 431 483 424T494 412T496 403Q496 390 447 193T391 -23Q363 -106 294 -155T156 -205Q111 -205 77 -183T43 -117Q43 -95 50 -80T69 -58T89 -48T106 -45Q150 -45 150 -87Q150 -107 138 -122T115 -142T102 -147L99 -148Q101 -153 118 -160T152 -167H160Q177 -167 186 -165Q219 -156 247 -127T290 -65T313 -9T321 21L315 17Q309 13 296 6T270 -6Q250 -11 231 -11Q185 -11 150 11T104 82Q103 89 103 113Q103 170 138 262T173 379Q173 380 173 381Q173 390 173 393T169 400T158 404H154Q131 404 112 385T82 344T65 302T57 280Q55 278 41 278H27Q21 284 21 287Z"></path><path id="MJX-886-TEX-I-1D467" d="M347 338Q337 338 294 349T231 360Q211 360 197 356T174 346T162 335T155 324L153 320Q150 317 138 317Q117 317 117 325Q117 330 120 339Q133 378 163 406T229 440Q241 442 246 442Q271 442 291 425T329 392T367 375Q389 375 411 408T434 441Q435 442 449 442H462Q468 436 468 434Q468 430 463 420T449 399T432 377T418 358L411 349Q368 298 275 214T160 106L148 94L163 93Q185 93 227 82T290 71Q328 71 360 90T402 140Q406 149 409 151T424 153Q443 153 443 143Q443 138 442 134Q425 72 376 31T278 -11Q252 -11 232 6T193 40T155 57Q111 57 76 -3Q70 -11 59 -11H54H41Q35 -5 35 -2Q35 13 93 84Q132 129 225 214T340 322Q352 338 347 338Z"></path><path id="MJX-886-TEX-N-29" d="M60 749L64 750Q69 750 74 750H86L114 726Q208 641 251 514T294 250Q294 182 284 119T261 12T224 -76T186 -143T145 -194T113 -227T90 -246Q87 -249 86 -250H74Q66 -250 63 -250T58 -247T55 -238Q56 -237 66 -225Q221 -64 221 250T66 725Q56 737 55 738Q55 746 60 749Z"></path></defs><g stroke="currentColor" fill="currentColor" stroke-width="0" transform="scale(1,-1)"><g data-mml-node="math"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-886-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(550,0)"><use data-c="28" xlink:href="#MJX-886-TEX-N-28"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(939,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJX-886-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(1511,0)"><use data-c="2C" xlink:href="#MJX-886-TEX-N-2C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(1955.7,0)"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJX-886-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2445.7,0)"><use data-c="2C" xlink:href="#MJX-886-TEX-N-2C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2890.3,0)"><use data-c="1D467" xlink:href="#MJX-886-TEX-I-1D467"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(3355.3,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJX-886-TEX-N-29"></use></g></g></g></svg></mjx-container> sieht das so aus:<br /><mjx-container class="MathJax" jax="SVG" display="true" justify="left"><svg alt="H_{f}(x, y, z)=\left(\begin{array}{lll}
f_{x x} & f_{x y} & f_{x z} \\
f_{y x} & f_{y y} & f_{y z} \\
f_{z x} & f_{z y} & f_{z z}
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data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(572,0)"><use data-c="1D467" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D467"></use></g></g></g></g></g><g data-mml-node="mtr" transform="translate(0,22.5)"><g data-mml-node="mtd"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(523,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(490,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></g><g data-mml-node="mtd" transform="translate(2381.9,0)"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(523,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(490,0)"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D466"></use></g></g></g></g><g data-mml-node="mtd" transform="translate(4705.9,0)"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(523,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(490,0)"><use data-c="1D467" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D467"></use></g></g></g></g></g><g data-mml-node="mtr" transform="translate(0,-1422.5)"><g data-mml-node="mtd"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(523,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D467" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D467"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(465,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D465"></use></g></g></g></g><g data-mml-node="mtd" transform="translate(2381.9,0)"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(523,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D467" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D467"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(465,0)"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D466"></use></g></g></g></g><g data-mml-node="mtd" transform="translate(4705.9,0)"><g data-mml-node="msub"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D453" xlink:href="#MJX-887-TEX-I-1D453"></use></g><g data-mml-node="TeXAtom" transform="translate(523,-150) scale(0.707)" data-mjx-texclass="ORD"><g data-mml-node="mi"><use data-c="1D467" 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</ol>



<h2 class="content_sub_heading">Hesse-Matrix</h2>
<p>Die Hesse-Matrix $H_{f}(x, y)$ einer Funktion fasst alle partiellen Ableitungen zweiter Ordnung zusammen. In der ersten Zeile stehen alle Ableitungen, bei denen zuerst nach der ersten Variable abgeleitet wurde, in der zweiten Zeile wurde zuerst nach der zweiten Variablen abgeleitet und so weiter.</p>



<h2 class="content_sub_heading">Hesse-Matrix</h2>
<p>Die Hesse-Matrix <mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg alt="H_{f}(x, y)" style="vertical-align: -0.667ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="8.117ex" height="2.364ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -750 3587.6 1045" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-885-TEX-I-1D43B" d="M228 637Q194 637 192 641Q191 643 191 649Q191 673 202 682Q204 683 219 683Q260 681 355 681Q389 681 418 681T463 682T483 682Q499 682 499 672Q499 670 497 658Q492 641 487 638H485Q483 638 480 638T473 638T464 637T455 637Q416 636 405 634T387 623Q384 619 355 500Q348 474 340 442T328 395L324 380Q324 378 469 378H614L615 381Q615 384 646 504Q674 619 674 627T617 637Q594 637 587 639T580 648Q580 650 582 660Q586 677 588 679T604 682Q609 682 646 681T740 680Q802 680 835 681T871 682Q888 682 888 672Q888 645 876 638H874Q872 638 869 638T862 638T853 637T844 637Q805 636 794 634T776 623Q773 618 704 340T634 58Q634 51 638 51Q646 48 692 46H723Q729 38 729 37T726 19Q722 6 716 0H701Q664 2 567 2Q533 2 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transform="translate(1691.9,0)"><use data-c="1D465" xlink:href="#MJX-885-TEX-I-1D465"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(2263.9,0)"><use data-c="2C" xlink:href="#MJX-885-TEX-N-2C"></use></g><g data-mml-node="mi" transform="translate(2708.6,0)"><use data-c="1D466" xlink:href="#MJX-885-TEX-I-1D466"></use></g><g data-mml-node="mo" transform="translate(3198.6,0)"><use data-c="29" xlink:href="#MJX-885-TEX-N-29"></use></g></g></g></svg></mjx-container> einer Funktion fasst alle partiellen Ableitungen zweiter Ordnung zusammen. In der ersten Zeile stehen alle Ableitungen, bei denen zuerst nach der ersten Variable abgeleitet wurde, in der zweiten Zeile wurde zuerst nach der zweiten Variablen abgeleitet und so weiter.</p>



<h2 class="content_sub_heading">Satz von Schwarz</h2>
<p>Bei mehrfach stetig differenzierbaren Funktionen mehrerer Variablen, ist die Reihenfolge, in der die partiellen Ableitungen für eine gemischte partielle Ableitung höherer Ordnung, durchgeführt werden, keinen Unterschied im Ergebnis macht. Für zwei Variablen gilt also:</p>
<p>\begin{align*}\frac{\partial}{\partial x}\left(\frac{\partial}{\partial y} f(x, y)\right)=\frac{\partial}{\partial y}\left(\frac{\partial}{\partial x} f(x, y)\right)\end{align*}</p>



<h2 class="content_sub_heading">Satz von Schwarz</h2>
<p>Bei mehrfach stetig differenzierbaren Funktionen mehrerer Variablen, ist die Reihenfolge, in der die partiellen Ableitungen für eine gemischte partielle Ableitung höherer Ordnung, durchgeführt werden, keinen Unterschied im Ergebnis macht. Für zwei Variablen gilt also:</p>
<p><mjx-container class="MathJax" jax="SVG"><svg alt="\begin{align*}\frac{\partial}{\partial x}\left(\frac{\partial}{\partial y} f(x, y)\right)=\frac{\partial}{\partial y}\left(\frac{\partial}{\partial x} f(x, y)\right)\end{align*}" style="vertical-align: -2.148ex" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" width="36.414ex" height="5.428ex" role="img" focusable="false" viewBox="0 -1449.5 16094.9 2399" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"><defs><path id="MJX-975-TEX-I-1D715" d="M202 508Q179 508 169 520T158 547Q158 557 164 577T185 624T230 675T301 710L333 715H345Q378 715 384 714Q447 703 489 661T549 568T566 457Q566 362 519 240T402 53Q321 -22 223 -22Q123 -22 73 56Q42 102 42 148V159Q42 276 129 370T322 465Q383 465 414 434T455 367L458 378Q478 461 478 515Q478 603 437 639T344 676Q266 676 223 612Q264 606 264 572Q264 547 246 528T202 508ZM430 306Q430 372 401 400T333 428Q270 428 222 382Q197 354 183 323T150 221Q132 149 132 116Q132 21 232 21Q244 21 250 22Q327 35 374 112Q389 137 409 196T430 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<h2 class="content_sub_heading"><span style="font-size: 18px;">Aufstellen 1. bis 3. Taylorpolynom (mehrdimensional)</span></h2>
<p>Gegeben ist eine stetig partiell differenzierbare Funktion $f: \mathbb{R}^{n} \rightarrow \mathbb{R}$ und ein Entwicklungspunkt $a=\left(a_{1}, \ldots, a_{n}\right)^{T}$</p>
<ol>
<li>Berechne je nach gewünschtem Grad des Taylorpolynoms, den Gradienten $\nabla f(\boldsymbol{a})$ und Hese-Matrix $H_{f}(\boldsymbol{a})$ und alle benötigten partiellen Ableitungen.<br /><br /></li>
<li>Setze jetzt alles in das entsprechende Taylorpolynom ein.<br /><strong>Erstes Taylorpolynom:</strong><br />$T_{1, f, a}(\boldsymbol{x})=f(\boldsymbol{a})+\nabla f(\boldsymbol{a})^{\top}(\boldsymbol{x}-\boldsymbol{a})$<br /><br /><strong>Zweites Taylorpolynom:</strong><br />$T_{2, f, a}(\boldsymbol{x})=f(\boldsymbol{a})+\nabla f(\boldsymbol{a})^{\top}(\boldsymbol{x}-\boldsymbol{a})+\frac{1}{2}(\boldsymbol{x}-\boldsymbol{a})^{\top} H_{f}(\boldsymbol{a})(\boldsymbol{x}-\boldsymbol{a})$<br /><br /><strong>Drittes Taylorpolynom:</strong><br />\begin{aligned}T_{3, f, a}(x)=&amp; T_{2, f, a}(x) \\<br />&amp;+\frac{1}{3 !} \cdot f_{x x x}(a) \cdot\left(x-a_{1}\right)^{3} \\<br />&amp;+\frac{1}{2 !} \cdot f_{x x y}(a) \cdot\left(x-a_{1}\right)^{2}\left(y-a_{2}\right)+\frac{1}{2 !} \cdot f_{x y y}(a) \cdot\left(x-a_{1}\right)\left(y-a_{2}\right)^{2} \\<br />&amp;+\frac{1}{3 !} \cdot f_{y y y}(a) \cdot\left(y-a_{2}\right)^{3}<br />\end{aligned}</li>
</ol>


<p>Der Satz von Schwarz lässt sich auf beliebig viele Variablen ausweiten. </p>


Aufgabenstellung:

Lösungsweg:

Lösung: