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22E.4 quadratische Näherung einer Funktion zweier Veränderlicher; Beispiel 1,02 hoch 3,04


CC-BY-NC-SA 3.0

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diequadratische Nehrung erst mal in einer Dimension dann in zwei Dimensionenin einer Dimensioneine Funktion einer veränderlichen?? können Sie sagen die Funktion an der Stelle Xdas ist die Funktion an einer anderen Stelle X null plus und so weiterwas weiterhin für die quadratische Nehrung zur Erinnerung?? also der Wert an der Stelle X null und jetzt geh ich den ja weiter was ist die Ableitungan der Stelle X nun malwie weit gehe ich raus aus der Stelle X nur das wir jetzt zusammengenommen ?? Ernährungundquadratischen Ter also offensichtlich was mit X minus X null ins Quadratdie zweite Ableitungwie gekrümmt ist meine Funktion an der Stelle X null und dann zum allgemeinen Ärger noch ein halb irgendwohinsich noch erinnernund dieses ein halb ?? kamwieso schön sagen die Funktion recht zu die Fusion Links sollen möglichst vielen Charakteristikaübereinstimmenämlichim Funktionswertwenn sie X null einsetzenund derselbe Funktionswert raus konnte nämlich nur raus kommt auch noch aus Skonto Original Funktionsvorratwenn sie einmal ableiten auch das soll Stimmen an der Stelle X null ableiten links arbeiten Rechtsanwalt Nixon einsetzen soll dasselbe seinSinn ableiten Punkt null rauswenn sie den ?? ableitenfällt der Weg der Städte die Ableitung an der Stelle X null bis die hinten ableiten wegen des Quadratfällte auch weg die Ableitung an der Stelle X null stimmt wenn sie links und rechts ableiten eine Stelle X null ist das selbe raus ein zweites Charakteristikumdas stimmt links und rechtsdas dritte was dem soll es die zweite Ableitung wenn sie links als rechts vom Plattenwechseleinsetzen?? dasselbe rauskommenden ?? bleibt es nur zweimal bleibt es erst recht null diesem hierden ja Ter mit den zwei ?? Arbeitenzu null zwei ?? Arbeiten interessiert nur der dritte Tag hiereinmal ableiten die zwei Kopf nach vorne und dann ist das ein Halbwegdas ist es Essig und für das ein halbeinmalableiten die zwei Komma vorneweg noch ?? ableitenließe sich ?? sechs null Sekunde später die zweite Ableitungaus dieser ?? kommt eigentlich sozusagen von der Probeableitungich leite was auf der rechten Seite steht zweimal ab in dem Zuge ist das ein halb nachnächsten ein Sechstel Rahmen ableitenmüssen lernen und so weiterso ich möchte also das ?? von Sohns wird die erste Ableitung und die zweite Ableitung an der Stelle X nur passendas ist die quadratische Nehrung an der Stelle X nullsind aber inzwischen beiFunktion mehrerer veränderlicherNehmer zweiveränderlicher?? sieht das aus die quadratische Nehrung für eine Fusion zweier veränderlicherdas es ja hoffentlichnicht so verschiedenvon dem was man in einer Dimension machtwirhaben heute den Funktionswertan der Stelle X null Y null sich als habe die Funktion wirklich keinen Vektorfall die Funktion ist ein ganz normaler Scalaan der Stelle X Yhaben wir eine Höhe von zwanzig Meter was auch immer sein skalar diese Funktionkein Vektor könnte das auch mit minderwertigen Funktionen machen aber es bleibt erst mal ein skalarPlusjetzt kommt die lineare Nehrungdie erste Ableitung wird zur partiellen Ableitung hier einmal nach linksist positiv sein jetzt an der Stelle X null Y neulich hat das mal so ein bisschen verwirrend vielleichtdas soll heißen an der Stelledes ?? unternehmenalso sie bilden die partielle Ableitungund setzen dann X null Y null eins das meine ich damitdas hier so schreibemodifizieren das mit X minus X nulldass wir das analoge jetzt für den Ausdruckin den Jahren ein Teilin tangentialesoll ich sagen ?? X Richtung wie ändert sich die Funktion wenn ich in Längsrichtung weitergehen mit welcher Rate ändert sich die mal die weiblichen X RichtungKloster selben Y Richtung Orchester drunter Punkt Platzacht Y partiell ableitenan der Stelle X null Y und sie rechne partielle Ableitung aus Kriegen irgendwie was weiß ich Sinus von X QuadratsmeileY dann setzen Sie X und Y und ein das man damitmal wie weit geht denn Yvon Ydas wäre der lineare Anteilund der quadratische Anteil der wird jetzt offensichtlich fürchterlichplus ein halb mal jetzt die zweite partielle Ableitungfixan der Stelle X null Y nullXXXLins QuadratX minus sechs Quadratsoweit mag man das noch glauben ?? plusMeyer zweimal Y ableitenden Y Y und ins Quadratist auch noch logischnull Y null an dieser Stelle malwie weit ich mit Y gehe ins Quadratplus es gibt aber auch die gemischten Ableitungenein halb maldie Funktion partiell ableiten nach Yund danach Xan der Stelle X nullY nullmal?? muss offensichtlich die XXXLmal Yminus Y null dieser Formdenken wir netterweise zweimal denn ich kann ja noch andersrum ableiten ein halb mal partielle Ableitung erst nach X und danach Y BlablablablablaBeistrich die Umwelt zusammenfasst statt der ein Halbkaserneeins hinschreibendas ist die quadratische Nehrung im zwei dimensionalenFunktion haben von zwei veränderlichen?? gar nicht nachdenken wenn sie Täler verstanden haben eindimensionalenSklavenzweite Missionar hinschreiben muss Merkel jetzt wieder NachrichtenHausaufgabereden sie nach der Fusion muss stimmen wenn sie X null Y null einsetzenmusste Originalfunktionswerterauskommenwenn sie ableitennach X partiell nach Y partiell rechts wie links und X und Y einsetzen und sind vielleicht dasselbe rauskommenwenn sie zweimal ableitenX soll aber nach Y oder gemischt ableiten einmal wirksam Y und X und Y einsetzen muss links und rechts dasselbe rauskommenkann man nachrechnen ist aber offensichtlich der Fall kann nichts schief gehen Sie die quadratische Nehrung in zwei Dimensionen außen Sie eines wenn sie die dritte Dimension haben das ist dann banalX Y Z X null Y null Z null hier kommt die partielle Ableitung nach Z mal Z Bindestrich null ?? unter quadratischeTeile wird natürlich fürchterlich aber kann man sich auch überlegen was passieren muss die Karte etwas hübscher dann schreiben Sie diese quadratische Nehrung über etwas schreibendas ist der Funktionswertan der Stelle X null Y nullpluswas steht hier eigentlichfür den Jahren Anteil können Sie das mit Vektoren hübscher schreibenunddas beispielsweise sowas hätten nun zweimal X plus drei mal Y wickeln sie das mit Vektorenkompakter schreibensomitden Skalarproduktder Vektor zwei drei mal den Vektor X Ydas hier schreit nach dem SkalarproduktSinne mit der Gradientskalamodifiziertmit dem Vektor der sagt wie weit ich aus meiner Original Stelle mit dem Index nur herausgehendas steht da dieser Teil hier ist der Gradientpartielle Ableitung nach Xan der Stelle X null Y null partielle Ableitung nach Yan der Stelle X null Y nullSkalarproduktwas hier steht X minus X null Y minus Ydas hier übertragen also eigentlich hatte sowas zu passieren wie ein Skalarproduktder Gradient Skalarproduktmalder Vektormal den Lektor bei den Vektor der sagt wie weit ich beim Original Punkt Herausgeber X und Ysteht also plötzlichein Skalarproduktwas das Ganze überschaubar macht und dieser Teilmit den Quadraten der Welt netterweise auch viel einfacherdas ein halb kann man raus ziehenund es hat mir schon die Hessematrixdie Hesse Matrixin der steht ja einfachjede zweite Ableitung drinnen auf alle möglichen Arten gebildet sie leiten zweimal ab nach X an der Stelle X null Y nullsie leiten zweimal ab nach Yzweimalan der Stelle X nullY null die leiten gemischt ab nachoben ist nach Y und danach X an der Stelle vergesse ich alles hin X und Y nur die unten haben sie das sie zweimal ableitenund zwar erst nach X und danach Y an der Stelle X und Y schreibe ich nicht ?? das war die Hesse Matrix ?? den Gradientenan der Stelle X null Ynull und hierüber die Hesse Matrixwie können Sie das jetzt zusammen basteln offensichtlich muss hier die Hesse Matrix vorkommendie Matrix mit den zweifachen Ableitungenüberlegen sich mal immer das zusammen basteln kann was muss ich da jetzt noch dran schreibenum das zu kriegenwas du offensichtlich stehen mussmansechsmal Vektor musste offensichtlich stehen was anderes haben wir nicht zur Verfügung ?? Rechenoperationwelcher Vektor offensichtlich nicht der Gradient sondern jeder Vektorgesagt um wie viel ich aus X null Y null ausgehedieser Vektormatrixmal Vektorwas denn jetzt steht ist wieder ein Vektor?? ich brauche ein skalarwas insgesamt rauskommt ist eine ZahlF ist eine Zahl Vektorvektorist eine Zahl muss eine Zahl rauskommenwas fehlte jetzt noch umdas obenrauszukriegensoein Skalarproduktalso hier jetzt X minus X nur dieser Wechsel noch mal der vorgeschriebenen Y Ysowie das schon deutlich übersichtlicherals das oben gewesen istes aber gerade nach Komma dass er wirklich hinhautein halbmal mit angucken X minus X nullmal was steht nachheroben in der Komponente von dem hier die zweite Ableitung nach X mal X minus X nullmachten den plusdie zweite Ableitunggemischtmal Y minus Y nulldas ist der her und so weiter könnte der wird ja durch diese tatsächlich alle da also das ist nicht nur der logische Ausdruck das auch der richtige Ausdruckwas sie mitnehmen solltender Gradient ist dann die Verallgemeinerungder ersten Ableitungbei den Funktion einer veränderlichen aber war die erste Ableitung hier gehabtda steht jetzt der Gradientbei zwei veränderlichen und hundert veränderlichen Glieder der Gradientund die Hesse Matrix ist die Verallgemeinerungder zweiten Ableitungmit einer veränderlichen Stern die einfach die zweite Ableitungmit zwei veränderlichenund genauso mit hundert veränderlichen steht da die Hesse Matrixund die müssen Sie sinnvollerweise mit Vektoren trainierensie modifizieren die Hesse Matrixmit dem Vektor der sagt wie weit sie rausgehenauf der rechten Seite ?? Skalarproduktgenausoauf der linken Seitedas ist die quadratische Nehrungfür eine Funktion mehrerer veränderlicheralso gar nichts und Rasichals habe sie können also nicht hier war diesen Vektor da vorne sofort mit dem Wetter dahin zusammenfassenfusioniertwenn sie das Skalarprodukt aus den beiden Welten steht der was mit X Quadraten was mit ?? zum Quadrat ?? sie kriegen keinen gemischten Terbrauchen diesen gemischten Term das kann offensichtlich nicht hinkommenzu rechnen ist also meistens ehrlicherbezahlen mal stehen hätte zu rechnen wäre also diese Matrixmal den Vektorgibt hier ein Vektor und dann können Sie den Vektor auf der rechten Seite mit dem Vektor auf der linken Seite modifizierender Reihenfolge müsste das ausgerechnet an könnte tatsächlich auch hier diesen Vektor von links an die Matrix an modifizierenginge auchHansidings ein Vektorden sie von linksan den Vektor rechts modifizieren könnendas junge Saison am Beispiel einer ?? wie sähe das austatsächlich ich hätte gerne eins Komma null zwei?? hoch drei Komma null vier was ist das in quadratischer Nehrungübertragenauf unsere quadratische Nehrung was hier stehtBayer die quadratische Nehrung für F von X Ydie Funktionsoll offensichtlich sein X hoch Y oder Y ?? X da müssen sie aber alle Benennungen andersrum machen ich sag jetzt mal X und Y das so offensichtlich meine Funktion seindann ist X gleicheins Komma null zwei und es ist Y gleich drei Komma null vier und sinnvollerweiseist X null gleich einsund Y ist gleichdreiund jetzt geht ein nicht nur darum dass in diese Wahnsinnsformeleinzusetzen Punkt die zweiten Ableitungendenken Sie dran wenn sie hier nach Y ableiten haben sie eine Ex Mensafunktionumformen in ihm hoch irgendwasbestimmen Sie die ersten Ableitungen und die zweiten Ableitungendieser Funktiondie ersten partiellen zweiten partiellen Ableitung dieser Funktiondann setz mir einfertigdieersten Ableitungenpartiell nach X ist wohl das einfachsteX hoch sozusageneine KonstantePunkt die sozusagen Konstante nach vorne stetig so als weniger Y mal X und Y minus einssoweit so gutdie erste partielle Ableitung nach Yist ungemütlichereine KommentarfunktionFairchildganz dreister hinterihr steht ja X äh ist ihm hoch L N Xhoch Y also Ego Y mal LN Exterstädtereigentlich funktionsmäßigals es das ableiten nach Y einfacherEllen X kommt als Faktor dazuwie hoch YNN X was wieder zurück zunächst malwählen X das wäre die partielle Ableitung nach Ywird sie zweiten Ableitungen für die Hesse Matrixzweimalnach X ableiten sicherte aber noch mal das heißt nicht nach X Quadrat ableitendas ist leider eine sehr verwirrende Schreibweise das soll heißendie Funktionen nach X ableitenund dann noch mal nach X ableiteneigentlich hätte man mal die Untenklammersetzen müssenaber die Geschichte ist leider nicht so gewesen also nicht falsch verstehen?? Nix Quadrat steht gemeint ist zweimal nach X ableitenist nicht gemeint ?? Quadrat ableiten sondern zweimal nach X ableitendie hier nach X ableiten?? Exponent kommt davor also Y malY minus einsund Inter vor malig so und jetzt eins wenigen ExponentenY minus zweizweimal nach Y ableitendann kommt einmal noch dieses Ellen X davor bleibt also hier auch die hoch Yeinen X maleinmal noch das Ellen X dazupasst das ins Quadratder letzte im Bunde diese gemischte Ableitunggrundsätzlich was geschicktes sie können die nach X nach Y ableiten oder die nach Y nach X ableitenBeistrich beides irgendwiegleichermaßenungeschicktich nehme mir die nach Y und leitet die nach X als erster Y ableitenX ableiten guck dir nach X ableitenihr steht ein Produktin den ersten nach X ableitenmeine zwei ich hoffe wirklich ausdrücklich in der Mitte sonstnicht zu verwirrend wird ich will den ersten nach X ableiten wie hoch YX den zweiten lass ich stehen mal Xplus zweite Teil der Produktregel ich lasse den ersten stehenY LM Xund maldie Ableitung vom zweiten was ist die partielle Ableitung von Xnach X zu etwas übersichtlicherhier kommt jetzt dieKettenregel eine Funktion einer Funktiondie äußere Ableitung bleibt eh hoch Y LM Xdie in Ableitung Y einen X ableitennach X partiell gibt Y durch X mal Y durch X und jeder Logarithmus bleibt stehen XplusFrauen beim StehenYXden Rhythmus ableiten Beistrich Xdas sind jetzt die ersten die zweiten AbleitungennächsteSchritt ist also jetzt X null Y null einzusetzenich brauche ja diese Ableitungenersten Ableitungenzweifeln Ableitungen alle an der Stelle X null Y null Setzen war einwas ist die partielle Ableitung nach X an der StelleX nullY null eins drei was ist die partielle Ableitungnach Yan der Stelleeins drei X und Ydas ist die partielle Ableitung zweimalnach Xangestellt X null Y nulldie zweimal nach Yumgestellt X null Y nullund die gemischtenach X nach Y andersruman der Stelle X und Y das müsstenrelativ saubere Zahlenwerte sein Sätzen eins drei ein was gegen sie jeweils rausabervergessen der Fusionswert selbst im ?? natürlich auch noch PunktFunktionswert selbst an der StelleX null Y nur der Fusionswert selbst war eins hoch drei naturalis einsdie Ableitungnach X partielldrei maleins hoch zweibis dreidie Ableitung nachYpartiellihr steht der wieder eins hoch drei funktionelle Nix das S eins hoch drei also eins mal die natürlichen Logarithmus aus einsdes nun Ableitung ist nurzweite partielle Ableitung nach Xdrei mal zwei maleins hoch drei minus zwei sechszweite partielle Ableitung nach Yhier steht wieder eins hoch dreimalRhythmus aus eins ist nun ins Quadratwird als null werdenjetzt die gemischte Ableitungder eins hoch drei mal irgendwas maldarüber muss es nur der erste Teil fällt weg plus eins hoch drei mal eins durch einseinsdas wenn jetzt die gesammelten partiellen Ableitung ist es Komma die quadratische Nehrung hinschreibenalso eins Komma null zwei hoch drei Komma null vierist ungefährder Wert an der Stelle eins drei eins plusjetzt kommt als nächstesGradient schmal wie weit ich weggehedieser Vektor hier gewaltig weggeheist null Komma null zweinull Komma null vieralso der Gradientdrei null Skalarproduktnull Komma null zweinull Komma null vierKlosund jetzt der quadratischeAnteilmit der Hesse Matrix ein halb?? und so weiterein halb maldiese Vektor hier über dich weggeheKomma zweiKomma vierSkalarproduktHesse Matrixmal diesen Vektor noch malnull Komma null zweinull Komma null vier und den Hesse Matrix steht sechsobenins um null rechts unten und quer eins einsdas ist die quadratische Nehrungjetzt ausrechnenwas hier steht ist also eins plusdrei mal null Komma null zwei null Komma null sechs plus nur mal irgendwaskeinPlusmuss in Einzelschritten süß eben gesagt habe den Vektor links stehen lassenKomma null zwei null Komma null viermal und jetzt rechne ich Matrix mal Vektorsechs mal null Komma null zwei plus einmal null Komma null viersechs mal null Komma zwei plus einmal Komma viersteht oben wenn sie das ausrechnen und steht einmal null Komma null zwei plus null Komma null vier also hier unten sichersofort aus null Komma nullzweiBasisvektordahintennull Komma eins zwei plus null Komma null vierdas macht so null Kommasechs und unten null Komma zweiunheimlich hier und je Vektor SkalarproduktVektorzwei hundert sechzehn zweiunddreißiglesen Sie ein zwei drei vier Stellen hinterm Komma habenpluszwei mal vier sind achtzehn wieder vier Sterne den Komma null nullnullnur soist bei dendas zusammen sind null Komma null null viernull für dich jetzt physikalisch unterschreiben Komma in dem der Mathematik davon die Hälfte sind null Komma null null zwei und jetzt habe insgesamt eine quadratische Nehrung hier eins Komma nullsechsund hiervon die Hälfte eben null Komma null null zwei eins Komma null sechs zwei wäre meine quadratische Nehrungvorsichtig mal guckenwasdie Num Erik davon hälteins Komma null zweihoch drei Komma null viereins Komma null sechs zwei null vier?? behandelte Liste der vier Stellen hinter dem Komma richtigmit der quadratische Nehrung mit der ?? den Jahren erste Sinne eins Komma null sechs wäre die lineare Nehrungkönnen Sie zwei stellige Komma richtig mit der quadratische Nehrung habe lustigerweisesogar die null die nächste nur die vierte Stelle der Komma richtig so sieht das dann tatsächlich aus