0 Daumen
353 Aufrufe


Hallo Leute,
Ich schreibe das hier nochmal schöner auf: Also ich habe f: (0,1) x (0,1) -> R stetig diffbar.
Und h: (0,1) -> R mit h(y) =\( \int\limits_{y^2}^{y} f(x,y) dx\).
Nun soll ich zeigen, dass h stetig diffbar ist und h' bestimmen. Ich muss gestehen, ich weiß gar nicht weiter. Nur das die untere Grenze tatsächlich kleiner ist, wegen y in (0,1). Wegen f stetig weiß ich zumindest das Integral existiert und ist nur von y abhängig wenn ich die Grenzen einsetze. Aber hilft mir das weiter?
Wäre über eine Idee oder einen Lösungsvorschlag sehr dankbar!
LG Webmaster

Avatar von

1 Antwort

+1 Daumen
 
Beste Antwort

Aloha :)

Betrachte allgemeiner:$$I(y)=\int\limits_{a(y)}^{b(y)}f(x,y)\,dx$$Der Zähler des Differenzenquotienten ist dann:

$$\Delta I=I(y+\Delta y)-I(y)=\int\limits_{a+\Delta a}^{b+\Delta b}f(x,y+\Delta y)dx-\int\limits_{a}^{b}f(x,y)dx$$$$=\!\!\int\limits_{a+\Delta a}^{a}f(x,y+\Delta y)dx+\!\int\limits_{a}^{b}f(x,y+\Delta y)dx\!+\!\!\int\limits_{b}^{b+\Delta b}\!f(x,y+\Delta y)dx-\!\int\limits_{a}^{b}\!f(x,y)\,dx$$$$=\int\limits_{a}^{b}\left[f(x,y+\Delta y)-f(x,y)\right]dx+\int\limits_{b}^{b+\Delta b}f(x,y+\Delta y)dx-\int\limits_{a}^{a+\Delta a}f(x,y+\Delta y)dx$$Nach dem Mittelwertsatz der Integralrechnung gilt:

$$\exists\,\vartheta\in[b;b+\Delta b]:\;\;\int\limits_{b}^{b+\Delta b}f(x,y+\Delta y)dx=f(\vartheta,y+\Delta y)\cdot(b+\Delta b-b)$$$$\exists\,\nu\in[a;a+\Delta a]:\;\;\int\limits_{a}^{a+\Delta a}f(x,y+\Delta y)dx=f(\nu,y+\Delta y)\cdot(a+\Delta a-a)$$Damit lautet der Differenzenquotient

$$\frac{\Delta I}{\Delta y}=\int\limits_{a}^{b}\frac{f(x,y+\Delta y)-f(x,y)}{\Delta y}dx+\frac{f(\vartheta,y+\Delta y)\cdot\Delta b}{\Delta y}-\frac{f(\nu,y+\Delta y)\cdot\Delta a}{\Delta y}$$Wenn wir nun den Grenzwert \(\Delta y\to0\) bilden, laufen auch \(\Delta a\) und \(\Delta b\) gegen \(0\). Da \(\vartheta\in[b;b+\Delta b]\) und \(\nu\in[a;a+\Delta a]\) sein müssen, heißt das im Grenzübergang \(\vartheta\to b\) und \(\nu\to a\). Also gilt:

$$\boxed{\frac{d}{dy}\int\limits_{a(y)}^{b(y)}f(x,y)\,dx=\int\limits_{a}^{b}\frac{\partial f(x,y)}{\partial y}\,dx+f(b,y)\frac{db}{dy}-f(a,y)\frac{da}{dy}}$$Auf den konkreten Fall hier angewendet heißt das:$$h'(y)=\frac{d}{dy}\int\limits_{y^2}^y f(x,y)dx=\int\limits_{y^2}^y\frac{\partial f(x,y)}{\partial y}\,dx+f(y,y)\cdot1-f(y^2,y)\cdot2y$$

Avatar von 148 k 🚀

Wahnsinn, eine tolle Idee! vielen Dank. Habe alle schritte verstanden. Und jetzt habe ich sogar eine allgemeine Lösung. Super. Ein schönes Wochenende dir noch!

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community