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Problem/Ansatz:

Ich habe Allgemeine Fragen zur Stetigkeit im R^2. Ich habe jetzt mehrere Herangehensweisen gesehen und weiß jetzt nicht wie ich am besten vorgehen soll. Hier eine Beispiel Aufgabe:

Screenshot 2023-02-05 182146.jpg

Text erkannt:

Aufgabe 26 (8 Punkte). Untersuchen Sie die folgenden auf \( \mathbb{R}^{2} \) definierten Funktionen auf Stetigkeit.
(i) \( f(x, y):=\left\{\begin{array}{cl}\frac{y^{2}-x^{2}}{x^{2}+y^{2}} & \text { falls }(x, y) \neq(0,0) \\ 0 & \text { falls }(x, y)=(0,0)\end{array}\right. \)
(ii) \( g(x, y):=\sin (x+y) \cdot f(x, y) \)

Hier wurde dann bei der i) für (0,0) 1/k für y eingesetzt, also f(0/1/k). Das ergibt 1 also ungleich 0. Somit nicht stetig. Soweit so verständlich für mich. Ich habe auch ähnliche Varianten gesehen, als x, y oder (t,t) eingesetzt wurde und ähnlich argumentiert wurde. Ähliches habe ich dann bei dieser Aufgabe auch gemacht:

Screenshot 2023-02-05 183029.jpg

Text erkannt:

Aufgabe 8. Gegeben ist die Funktion
\( f(x, y)=\left\{\begin{array}{ccl} \frac{x y+y^{2}}{|x|+|y|} & \text { für } & (x, y) \neq(0,0) \\ 0 & \text { für } & (x, y)=(0,0) \end{array} .\right. \)
Untersuchen Sie für welche \( (x, y) \in \mathbb{R}^{2} \) die Funktion \( f(x, y) \) stetig ist und welche der beiden partiellen Ableitungen erster Ordnung im Ursprung existieren.

Somit kam ich bei (x,y)=(0,0) indem ich y eingesetzt habe, also f(0,y) auf y2/|y| also ungleich 0 richtig? Somit kam ich auf den Schluss nicht stetig. Dies ist jedoch laut den Lösungen falsch. Da wird gezeigt das es auch für (0,0) stetig ist.

Somit bin ich nun ziemlich verwirrt. Wie soll ich grundsätzlich an so eine Aufgabe herangehen? Wenn ich weiß in welche Richtung ich argumentieren soll, kann ich zu einer passablen Lösung kommen, aber wenn ich es nicht eindeutig bestimmen kann ist es schwierig.

Falls da jemand was zu sagen kann wäre das super!

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1 Antwort

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Somit kam ich bei (x,y)=(0,0) indem ich y eingesetzt habe, also f(0,y) auf y^2/|y| also ungleich 0 richtig?


Nicht ganz. Du betrachtest doch den Grenzwert von y^2/|y| für x gegen 0.

Für y≠0 kannst du ja kürzen und kommst je nach Vorzeichen auf  y oder auf -y .

In beiden Fällen ist aber der Grenzwert für (x,y) gegen 0 [also bei dir nur y gegen 0]

jedenfalls gleich 0, also gleich dem Funktionswert bei (0,0).  Damit ist die

Betrachtung von f(0,y) für y gegen 0 kein Argument gegen die Stetigkeit bei (0,0).

Avatar von 288 k 🚀

Stimmt. Danke dir. Das heißt, mein Vorgehen ist grundsätzlich richtig gewesen? Da ich überall 0 erhalte, muss ich schließlich zeigen, dass es stetig ist?

Zum Widerlegen von Stetigkeit an einem Punkt

ist das eine sinnvolle Methode.

Zum Nachweis vorhandener Stetigkeit muss dann

aber für jede Folge (xn,yn) gegen (0,0) gezeigt

werden, dass die Folge der Funktionswerte f(xn,yn) gegen

f(0,0) geht. Da geht es oft einfacher mit der ε-δ Methode.

Ok alles klar, danke!

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