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Könnte jemand diese Aufgabe Schritt für Schritt erledigen? Versteh' nur Bahnhof

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Das totale Differential beschreibt wie sich der Funktionswert einer mehrdimensionalen Funktion an einem Punkt (x,y) (bzw. allgemein (x1,.. ,xn)$ für kleine Änderungen der Variablen verhält: $$df=\sum_{i=1}^n\frac{\partial{f}}{\partial{x_i}}dx_i$$ 
Wir haben die Funktion $$f(x,y)=\frac{1}{x^2+y^2+1}2\sqrt{x^3}\sinh (x)$$
Um das totale Differential zu bestimmen, bilden wir zuerst die partiellen Ableitungen: 
\begin{aligned}&\frac{\partial{f}}{\partial{x}}=\frac{\partial}{\partial{x}}\left(\frac{1}{x^2+y^2+1}2\sqrt{x^3}\sinh (x)\right) \\ &\frac{\partial{f}}{\partial{y}}=\frac{\partial}{\partial{y}}\left(\frac{1}{x^2+y^2+1}2\sqrt{x^3}\sinh (x)\right)\end{aligned} 
Zu beiden Ableitungen fügen wir nun jeweils die Terme dx bzw. dy hinzu: \begin{aligned}&\left(\frac{\partial{f}}{\partial{x}}\right) dx \\ &\left(\frac{\partial{f}}{\partial{y}}\right)dy\end{aligned} und addieren diese Werte dann auf zum totalen Differential: \begin{equation*}df=\frac{\partial{f}}{\partial{x}} dx+\frac{\partial{f}}{\partial{y}}dy\end{equation*}
Avatar von 6,9 k

Könntest du mir die erste Ableitung bilden? x^-2+y^-2-1 ist das so richtig umgeschrieben mit den Potenzgesetzen ?

Nein, das ist so nicht richtig.

Wir wenden u.a. die Produkt-, Quotienten- und Kettenregel an.

Wir haben folgendes:

$$\frac{\partial}{\partial{x}}\left(\frac{1}{x^2+y^2+1}2\sqrt{x^3}\sinh (x)\right) \\ =\frac{\partial}{\partial{x}}\left(\frac{2\sqrt{x^3}}{x^2+y^2+1}\right)\cdot \sinh (x)+\frac{2\sqrt{x^3}}{x^2+y^2+1}\cdot \frac{\partial}{\partial{x}}\left(\sinh (x)\right) \\ =\left(\frac{3x^2}{\sqrt{x^3}(x^2+y^2+1)}-\frac{4x\sqrt{x^3}}{(x^2+y^2+1)^2}\right)\cdot \sinh (x)+\frac{2\sqrt{x^3}}{x^2+y^2+1}\cdot \cosh (x)$$

und

$$\frac{\partial}{\partial{y}}\left(\frac{1}{x^2+y^2+1}2\sqrt{x^3}\sinh (x)\right) \\ =-\frac{1}{(x^2+y^2+1)^2}\cdot \frac{\partial{(x^2+y^2+1)}}{\partial{y}}2\sqrt{x^3}\sinh (x) \\ =-\frac{1}{(x^2+y^2+1)^2}\cdot 2y\cdot 2\sqrt{x^3}\sinh (x) \\ =-\frac{4y}{(x^2+y^2+1)^2}\cdot \sqrt{x^3}\sinh (x)$$ 

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