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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Partielle Ableitung, Beispiel 3 | A.51.01

Wenn eine Funktion von mehreren Variablen abhängt, kann man eigentlich nicht mehr von der “Ableitung” sprechen, denn man muss schließlich präzisieren, ob man nach “x”, nach “y” oder was auch immer ableitet. Also spricht man von der “partiellen Ableitung nach x”, oder der “partiellen Ableitung nach y”, usw. Betrachtet man z.B. die Ableitung nach x (oder “Differenzierung” nach x, wie man es auch nennen kann), wird “x” als Variable betrachtet und alle anderen Buchstaben als Parameter (also als Zahl). Schreibt man sämtliche partiellen Ableitungen übereinander, wird das ein Vektor, der “Gradient” heißt. Die zweiten partiellen Ableitungen kann man der Übersicht halber als Matrix aufschreiben, welche “Hesse-Matrix” heißt.


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Potenzen mit gleicher Basis, Beispiel 2 | B.03.01

Werden zwei Potenzen mit gleicher Basis multipliziert, so schreibt man die Basis hin und addiert die Hochzahlen. a^x * a^y = a^(x+y). Diese und ähnliche Regeln verwendet wir in diesem Kapitel, um diverse Terme mit gleichen Basen und verschiedenen Exponenten zu vereinfachen bzw. zusammenfassen.


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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Partielle Ableitung, Beispiel 1 | A.51.01

Wenn eine Funktion von mehreren Variablen abhängt, kann man eigentlich nicht mehr von der “Ableitung” sprechen, denn man muss schließlich präzisieren, ob man nach “x”, nach “y” oder was auch immer ableitet. Also spricht man von der “partiellen Ableitung nach x”, oder der “partiellen Ableitung nach y”, usw. Betrachtet man z.B. die Ableitung nach x (oder “Differenzierung” nach x, wie man es auch nennen kann), wird “x” als Variable betrachtet und alle anderen Buchstaben als Parameter (also als Zahl). Schreibt man sämtliche partiellen Ableitungen übereinander, wird das ein Vektor, der “Gradient” heißt. Die zweiten partiellen Ableitungen kann man der Übersicht halber als Matrix aufschreiben, welche “Hesse-Matrix” heißt.


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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Partielle Ableitung, Beispiel 6 | A.51.01

Wenn eine Funktion von mehreren Variablen abhängt, kann man eigentlich nicht mehr von der “Ableitung” sprechen, denn man muss schließlich präzisieren, ob man nach “x”, nach “y” oder was auch immer ableitet. Also spricht man von der “partiellen Ableitung nach x”, oder der “partiellen Ableitung nach y”, usw. Betrachtet man z.B. die Ableitung nach x (oder “Differenzierung” nach x, wie man es auch nennen kann), wird “x” als Variable betrachtet und alle anderen Buchstaben als Parameter (also als Zahl). Schreibt man sämtliche partiellen Ableitungen übereinander, wird das ein Vektor, der “Gradient” heißt. Die zweiten partiellen Ableitungen kann man der Übersicht halber als Matrix aufschreiben, welche “Hesse-Matrix” heißt.


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Potenz der Potenzen: eine Potenz nochmal potenzieren | B.03.04

Will man eine Potenz nochmal potenzieren (man hat also eine doppelte Potenz), so werden die beiden Hochzahlen miteinander multipliziert. Die Regel: (a^x)^y = a^(x*y). Weil das so toll ist, rechnen wir ein paar Beispiele dazu.


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Kehrwert: was ist die Kehrwertregel? Was ist ein negativer Exponent? Beispiel 3 | B.03.02

Steht eine Potenz im Nenner (unten im Bruch), so kann man sie hoch schreiben (in den Zähler), in dem man das Vorzeichen der Hochzahl ändert. Man erhält einen negativen Exponenten. Die zugehörige Kehrwertregel lautet: 1/(a^x) = a^(-x). Allgemein: man ändert das Vorzeichen der Hochzahl, indem man den Kehrwert bildet.


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Kehrwert: was ist die Kehrwertregel? Was ist ein negativer Exponent? Beispiel 1 | B.03.02

Steht eine Potenz im Nenner (unten im Bruch), so kann man sie hoch schreiben (in den Zähler), in dem man das Vorzeichen der Hochzahl ändert. Man erhält einen negativen Exponenten. Die zugehörige Kehrwertregel lautet: 1/(a^x) = a^(-x). Allgemein: man ändert das Vorzeichen der Hochzahl, indem man den Kehrwert bildet.


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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Partielle Ableitung, Beispiel 4 | A.51.01

Wenn eine Funktion von mehreren Variablen abhängt, kann man eigentlich nicht mehr von der “Ableitung” sprechen, denn man muss schließlich präzisieren, ob man nach “x”, nach “y” oder was auch immer ableitet. Also spricht man von der “partiellen Ableitung nach x”, oder der “partiellen Ableitung nach y”, usw. Betrachtet man z.B. die Ableitung nach x (oder “Differenzierung” nach x, wie man es auch nennen kann), wird “x” als Variable betrachtet und alle anderen Buchstaben als Parameter (also als Zahl). Schreibt man sämtliche partiellen Ableitungen übereinander, wird das ein Vektor, der “Gradient” heißt. Die zweiten partiellen Ableitungen kann man der Übersicht halber als Matrix aufschreiben, welche “Hesse-Matrix” heißt.


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Analysis 5 | Höhere Mathematik: Mehrdimensionale Funktion: Extrempunkte berechnen | A.51.02

Extrempunkte einer mehrdimensionalen Funktion berechnet man (wie bei einfachen Funktionen auch), indem man die erste Ableitung Null setzt. Bei mehrdimensionalen Funktionen gibt es nicht EINE erste Ableitung mit einer Unbekannten, sondern mehrere (partielle) erste Ableitungen mit mehreren Unbekannten, so dass man immer mehrere Gleichungen mit mehreren Unbekannten lösen muss. Das Überprüfen in der zweiten Ableitung (“Hesse-Matrix”) geht nach einem vorgegebenen Schema (wird im Hauptfilm erläutert).


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Potenzen mit gleicher Basis, Beispiel 1 | B.03.01

Werden zwei Potenzen mit gleicher Basis multipliziert, so schreibt man die Basis hin und addiert die Hochzahlen. a^x * a^y = a^(x+y). Diese und ähnliche Regeln verwendet wir in diesem Kapitel, um diverse Terme mit gleichen Basen und verschiedenen Exponenten zu vereinfachen bzw. zusammenfassen.


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