{"id":40,"date":"2023-09-17T10:59:38","date_gmt":"2023-09-17T10:59:38","guid":{"rendered":"https:\/\/mathority.org\/de\/differenzierbarkeit-einer-funktion\/"},"modified":"2023-09-17T10:59:38","modified_gmt":"2023-09-17T10:59:38","slug":"differenzierbarkeit-einer-funktion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mathority.org\/de\/differenzierbarkeit-einer-funktion\/","title":{"rendered":"Differenzierbarkeit einer funktion"},"content":{"rendered":"<p>In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die Differenzierbarkeit einer Funktion untersuchen, also ob eine Funktion differenzierbar ist oder nicht. Dar\u00fcber hinaus werden wir den Zusammenhang zwischen Differenzierbarkeit und Stetigkeit einer Funktion sehen. Und schlie\u00dflich werden wir die Differenzierbarkeit einer st\u00fcckweisen Funktion untersuchen. <\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"derivabilidad-y-continuidad-de-una-funcion\"><\/span> Differenzierbarkeit und Stetigkeit einer Funktion<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p> <strong>Die Stetigkeit und Differenzierbarkeit<\/strong> einer Funktion an einem Punkt h\u00e4ngen wie folgt zusammen:<\/p>\n<ul>\n<li> Wenn eine Funktion an einem Punkt differenzierbar ist, ist die Funktion an diesem Punkt stetig.<\/li>\n<li> Wenn eine Funktion an einem Punkt nicht stetig ist, ist sie an diesem Punkt auch nicht differenzierbar.<\/li>\n<\/ul>\n<p> Die Umkehrung dieses Theorems ist jedoch falsch: Nur weil eine Funktion an einem Punkt stetig ist, hei\u00dft das nicht, dass sie an diesem Punkt immer differenzierbar ist.<\/p>\n<p> Sie k\u00f6nnen auch anhand ihrer grafischen Darstellung erkennen, ob eine Funktion an einem Punkt differenzierbar ist oder nicht:<\/p>\n<ul>\n<li> Handelt es sich um einen <strong>glatten Punkt,<\/strong> ist die Funktion an diesem Punkt differenzierbar.<\/li>\n<li> Handelt es sich um einen <strong>Winkelpunkt,<\/strong> ist die Funktion an diesem Punkt stetig, aber nicht differenzierbar. <\/li>\n<\/ul>\n<div class=\"wp-block-columns is-layout-flex wp-container-15\">\n<div class=\"wp-block-column is-vertically-aligned-center is-layout-flow\">\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/exercices-resolus-pour-representer-une-fonction-quadratique-incomplete.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-140\" width=\"250\" height=\"279\" srcset=\"\" sizes=\"auto, \" data-src=\"\"><\/figure>\n<\/div>\n<p class=\"has-text-align-center\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>Gl\u00e4ttungspunkt<\/strong><\/span> bei x=0:<br \/> kontinuierliche und differenzierbare Funktion in diesem Stadium. <\/p>\n<\/div>\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow\">\n<div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/comment-representer-graphiquement-une-fonction-avec-valeur-absolue.webp\" alt=\"\" class=\"wp-image-230\" width=\"286\" height=\"305\" srcset=\"\" sizes=\"auto, \" data-src=\"\"><\/figure>\n<\/div>\n<p class=\"has-text-align-center\"> <span style=\"color:#1976d2;\"><strong>Winkelpunkt<\/strong><\/span> bei x=2:<br \/> Funktion stetig, aber zu diesem Zeitpunkt nicht differenzierbar. <\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"derivabilidad-de-una-funcion-a-trozos\"><\/span> Differenzierbarkeit einer st\u00fcckweisen Funktion<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<p> Sobald wir die Beziehung zwischen Stetigkeit und Differenzierbarkeit einer Funktion kennen, werden wir sehen, wie wir die Differenzierbarkeit einer st\u00fcckweise definierten Funktion untersuchen k\u00f6nnen.<\/p>\n<p> Sie k\u00f6nnen feststellen, ob eine st\u00fcckweise Funktion an einem Punkt differenzierbar ist, indem Sie die <strong>lateralen Ableitungen<\/strong> an diesem Punkt berechnen: <\/p>\n<div style=\"background-color:#FFF3E0; padding-top: 23px; padding-bottom: 0.5px; padding-right: 40px; padding-left: 20px; border-radius:20px;\">\n<ul style=\"color:#64B5F6; font-weight: bold;\">\n<li> <span style=\"color:#000000;font-weight: normal;\">Wenn die lateralen Ableitungen an einem Punkt ungleich sind, ist die Funktion an diesem Punkt nicht differenzierbar:<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-97c60c64dc01a7e0a9084313d15b0886_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(x_o^-) \\neq f'(x_o^+) \\ \\longrightarrow\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"163\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<p> Es ist nicht abzugsf\u00e4hig<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-67ab403a6241009b92035b251f86c88e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"x_o\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"11\" width=\"17\" style=\"vertical-align: -3px;\"><\/p>\n<\/p>\n<ul style=\"color:#64B5F6; font-weight: bold;\">\n<li> <span style=\"color:#000000;font-weight: normal;\">Wenn die lateralen Ableitungen an einem Punkt zusammenfallen, ist die Funktion an diesem Punkt differenzierbar:<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3f9477828318b9e6392465762f831642_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(x_o^-) = f'(x_o^+) \\ \\longrightarrow\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"163\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<p> Ja, es ist differenzierbar in <\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-67ab403a6241009b92035b251f86c88e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"x_o\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"11\" width=\"17\" style=\"vertical-align: -3px;\"><\/p>\n<\/p>\n<\/div>\n<div style=\"background-color:#FFFDE7; padding-top: 23px; padding-bottom: 0.5px; padding-right: 40px; padding-left: 30px; border: 2.5px dashed #FFB74D; border-radius:20px;\">\n<p style=\"text-align:left\"> <strong>Hinweis:<\/strong> Damit eine Funktion an einem Punkt differenzierbar ist, muss die Funktion an diesem Punkt stetig sein. Daher m\u00fcssen wir vor der Berechnung der lateralen Ableitungen sicherstellen, dass die Funktion an diesem Punkt stetig ist. Wenn Sie nicht wissen, wie Kontinuit\u00e4t an einem Punkt untersucht wird, k\u00f6nnen Sie unter folgendem Link sehen, wie es gemacht wird:<\/p>\n<p> <span style=\"color:#ff951b\">\u27a4<\/span> <strong>Siehe:<\/strong> <span style=\"text-decoration: underline;\"><a href=\"https:\/\/mathority.org\/de\/stetige-funktion-kontinuitat-einer-funktion\/\">Stetigkeit einer Funktion in einem Punkt<\/a><\/span><\/p>\n<\/div>\n<p> Sehen wir uns nun ein Beispiel an, wie man die Ableitung einer Funktion berechnet, die st\u00fcckweise an einem Punkt definiert ist:<\/p>\n<ul>\n<li> Untersuchen Sie die Stetigkeit und Differenzierbarkeit der folgenden Funktion, die st\u00fcckweise am Punkt x=2 definiert ist:<\/li>\n<\/ul>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a98eee72521c68fd394eb6209a7d0a59_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle f(x)=  \\left\\{ \\begin{array}{lcl} 3x^2-6x &amp; \\text{si} &amp;  x<2 \\\\[2ex] 6\\ln (x-1) &amp; \\text{si} &amp; x\\geq 2 \\end{array} \\right.\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"249\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Die Funktionen der beiden Teile sind in ihren jeweiligen Intervallen stetig, es muss jedoch gepr\u00fcft werden, ob die Funktion am kritischen Punkt x=2 stetig ist. Dazu l\u00f6sen wir die seitlichen Grenzen der Funktion im Punkt:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-dad5bcb0055431aa87a67068c04d2ce2_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\lim\\limits_{x\\to 2^-} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 2^-} \\bigl(3x^2-6x\\bigr) = 3\\cdot2^2-6\\cdot2=12-12=\\bm{0}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"29\" width=\"449\" style=\"vertical-align: -14px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-31e1ba2ea2c5fd9fa86e5cefed0e5535_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\lim\\limits_{x\\to 2^+} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 2^+} 6\\ln (x-1) = 6\\ln (2-1)=6 \\ln 1=6 \\cdot 0= \\bm{0}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"28\" width=\"474\" style=\"vertical-align: -14px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Die seitlichen Grenzen am kritischen Punkt lieferten das gleiche Ergebnis, sodass <strong>die Funktion am Punkt x=2 stetig ist.<\/strong><\/p>\n<p> Sobald wir wissen, dass die Funktion bei x=2 stetig ist, werden wir die Differenzierbarkeit der Funktion an diesem Punkt untersuchen. Dazu <strong>berechnen wir die lateralen Ableitungen<\/strong> der in St\u00fccken definierten Funktion:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3709995609d0f69f382ff651e397c00a_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle f'(x)= \\left\\{ \\begin{array}{lcl} 6x-6 &amp; \\text{si} &amp;  x<2 \\\\[2ex] \\cfrac{6}{x-1} &amp; \\text{si} &amp; x\\geq 2 \\end{array} \\right.\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"76\" width=\"222\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Wir bewerten nun jede laterale Ableitung am kritischen Punkt:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ca27189960575c1151402d040bfa76f1_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(2^-)=6\\cdot2-6=12-6 = \\bm{6}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"239\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-058310a16d7d545ea56e99517845842b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(2^+)=\\cfrac{6}{2-1} = \\cfrac{6}{1} = \\bm{6}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"38\" width=\"181\" style=\"vertical-align: -12px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> Die beiden lateralen Ableitungen lieferten das gleiche Ergebnis, sodass die Funktion bei x=2 differenzierbar ist und der Wert der Ableitung 6 betr\u00e4gt:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-aadf046f27916c46f0a302d6e0c34113_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(2^-) = f'(2^+) = 6 \\ \\longrightarrow \\ \\bm{f'(2) = 6}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"275\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p> H\u00e4tten uns die lateralen Ableitungen andererseits ein anderes Ergebnis geliefert, w\u00fcrde dies bedeuten, dass die Funktion bei x=2 nicht differenzierbar ist. Mit anderen Worten: Die Ableitung w\u00fcrde zu diesem Zeitpunkt noch nicht existieren.<\/p>\n<p> Denken Sie abschlie\u00dfend daran, dass dieses Verfahren auch f\u00fcr die Untersuchung der Differenzierbarkeit einer Absolutwertfunktion gilt, da Absolutwertfunktionen auch st\u00fcckweise definiert werden k\u00f6nnen. Hier k\u00f6nnen Sie sehen, wie Sie eine Absolutwertfunktion in Chunks umwandeln:<\/p>\n<p> <span style=\"color:#ff951b\">\u27a4<\/span> <strong>Siehe:<\/strong> <span style=\"text-decoration: underline;\"><a href=\"https:\/\/mathority.org\/de\/funktionen-mit-absolutem-wert\/\">So definieren Sie st\u00fcckweise eine Funktion mit einem Absolutwert<\/a><\/span> <\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"ejercicios-resueltos-de-la-derivabilidad-de-una-funcion\"><\/span> Gel\u00f6ste \u00dcbungen zur Differenzierbarkeit einer Funktion<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2>\n<h3 class=\"wp-block-heading\"> \u00dcbung 1<\/h3>\n<p> Untersuchen Sie die Stetigkeit und Differenzierbarkeit der folgenden st\u00fcckweisen Funktion: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3656065bb8de98bd07da153f26fd326e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle f(x)= \\left\\{ \\begin{array}{lcl} x^3-4x^2 + 5 &amp; \\text{si} &amp;  x<1 \\\\[2ex] -x^2+3x &amp; \\text{si} &amp; x\\geq 1 \\end{array} \\right.\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"265\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-start otfm-sp__wrapper otfm-sp__box js-otfm-sp-box__closed otfm-sp__E6F9EF\" role=\"button\" tabindex=\"0\" aria-expanded=\"false\" data-otfm-spc=\"#E6F9EF\" style=\"text-align:center\">\n<div class=\"otfm-sp__title\"> <strong>Sehen Sie sich die L\u00f6sung an<\/strong><\/div>\n<\/div>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die Funktionen der beiden Teile sind stetig, wir m\u00fcssen jedoch pr\u00fcfen, ob die Funktion am kritischen Punkt x=1 stetig ist. Dazu l\u00f6sen wir die seitlichen Grenzen der Funktion im Punkt: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-cf8ad0b4baa312a5ae1bb073e5c8ff8b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\lim\\limits_{x\\to 1^-} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 1^-} \\bigl(x^3-4x^2 + 5\\bigr)=1^3-4\\cdot 1^2 + 5=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"29\" width=\"413\" style=\"vertical-align: -14px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f25bd83439fbb5cbd148b8be88f8770b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\lim\\limits_{x\\to 1^+} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 1^+} \\bigl( -x^2+3x \\bigr)=-1^2+3\\cdot 1=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"29\" width=\"364\" style=\"vertical-align: -14px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die beiden seitlichen Grenzen am kritischen Punkt ergeben das gleiche Ergebnis, sodass die Funktion bei x=1 stetig ist.<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Sobald wir wissen, dass die Funktion am kritischen Punkt stetig ist, werden wir untersuchen, ob sie am selben Punkt differenzierbar ist. Wir berechnen daher die lateralen Ableitungen:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-42451fa799527167fe9a2e2259248870_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle f'(x)= \\left\\{ \\begin{array}{lcl} 3x^2-8x  &amp; \\text{si} &amp;  x<1 \\\\[2ex] -2x+3 &amp; \\text{si} &amp; x\\geq 1 \\end{array} \\right.\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"240\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Und wir werten die beiden lateralen Ableitungen bei x=1 aus; <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c9afcac5ff2f762d2b471725d4e755fe_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(1^-)=3\\cdot1^2-8\\cdot 1=3-8=-5\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"272\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-dd2d9e21e09ecc434cafbf5fb0b5afaa_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(1^+)=-2\\cdot 1+3=-2+3 =1\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"256\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die lateralen Ableitungen fallen im Punkt x=1 nicht zusammen, sodass die Funktion an diesem Punkt nicht differenzierbar ist. <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-73b9cb3dada6f8aea03ffc1342d0f22f_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(1^-) \\neq f'(1^+) \\ \\longrightarrow \\ \\cancel{\\exists} \\ f'(1)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"225\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-end otfm-sp_end\"><\/div>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">\u00dcbung 2<\/h3>\n<p> Analysieren Sie die Differenzierbarkeit und Stetigkeit der folgenden in Abschnitten definierten Funktion: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0d118e3904c810abd15e427e9c7d0504_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle f(x)= \\left\\{ \\begin{array}{lcl} \\sqrt{4x} &amp; \\text{si} &amp;  x\\leq 1 \\\\[2ex] 2+\\ln x &amp; \\text{si} &amp; x> 1 \\end{array} \\right.&#8220; title=&#8220;Rendered by QuickLaTeX.com&#8220; height=&#8220;65&#8243; width=&#8220;226&#8243; style=&#8220;vertical-align: 0px;&#8220;><\/p>\n<\/p>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-start otfm-sp__wrapper otfm-sp__box js-otfm-sp-box__closed otfm-sp__E6F9EF\" role=\"button\" tabindex=\"0\" aria-expanded=\"false\" data-otfm-spc=\"#E6F9EF\" style=\"text-align:center\">\n<div class=\"otfm-sp__title\"> <strong>Sehen Sie sich die L\u00f6sung an<\/strong><\/div>\n<\/div>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die Funktionen der beiden Abschnitte sind in ihren Intervallen stetig, aber es ist auch notwendig zu wissen, ob die Funktion am kritischen Punkt der Definitions\u00e4nderung x=1 stetig ist. Daher definieren wir an dieser Stelle die seitlichen Grenzen der Funktion: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-2c4fb7ef0ee9b3feeb5e15654528fc71_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\lim\\limits_{x\\to 1^-} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 1^-} \\sqrt{4x} = \\sqrt{4\\cdot 1} = \\sqrt{4}=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"30\" width=\"323\" style=\"vertical-align: -14px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-e509a70bd0e356f44ccac7ba6f075f8b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\lim\\limits_{x\\to 1^+} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 1^+} \\bigl( 2+\\ln x \\bigr) = 2 + \\ln (1) = 2+0 =2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"29\" width=\"399\" style=\"vertical-align: -14px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die beiden seitlichen Grenzen am kritischen Punkt ergeben das gleiche Ergebnis, sodass die Funktion bei x=1 stetig ist.<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Und jetzt untersuchen wir, ob die Funktion an diesem Punkt differenzierbar ist, indem wir die lateralen Ableitungen berechnen:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8261f3d268b47d9171710997c8cc70bd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle f'(x)= \\left\\{ \\begin{array}{lcl} \\cfrac{4}{2\\sqrt{4x}}  &amp; \\text{si} &amp;  x<1 \\\\[4ex] \\cfrac{1}{x} &amp; \\text{si} &amp; x\\geq 1 \\end{array} \\right.\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"108\" width=\"217\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wir werten die beiden lateralen Ableitungen bei x=1 aus: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-de4ee71a175b34be07061d47470afe0d_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(1^-)=\\cfrac{4}{2\\sqrt{4\\cdot1}}=\\cfrac{4}{2\\sqrt{4}}=\\cfrac{4}{2\\cdot 2}=\\cfrac{4}{4}=1\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"42\" width=\"309\" style=\"vertical-align: -16px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-594a8d05da432ab8962ff799d62d25a7_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(1^+)=\\cfrac{1}{1}=1\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"38\" width=\"115\" style=\"vertical-align: -12px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die lateralen Ableitungen sind gleich, daher ist die Funktion bei x=1 differenzierbar und der Wert der Ableitung ist 1. <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-a58ba22b03193839f5070da4e2c1faf5_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(1^-) = f'(1^+) = 1 \\ \\longrightarrow \\ \\bm{f'(1) = 1}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"274\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-end otfm-sp_end\"><\/div>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">\u00dcbung 3<\/h3>\n<p> Bestimmen Sie, ob die folgende st\u00fcckweise Funktion \u00fcber ihren gesamten Bereich stetig und differenzierbar ist:<\/p>\n<pre class=\"ql-errors\"> *** QuickLaTeX cannot compile formula:\n\\displaystyle f(x)= \\left\\{ \\begin{array}{lcl} x^2+2x+1 &amp; \\text{si} &amp; x\\leq -1 \\\\[2ex] 2x+2 &amp; \\text{ si} &amp; -1&lt;div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-start otfm-sp__wrapper otfm-sp__box js-otfm-sp-box__closed otfm-sp__E6F9EF\" role=\"button\" tabindex=\"0\" aria- expanded=\"false\" data-otfm-spc=\"#E6F9EF\" style=\"text-align:center\"&gt;&lt;div class=\"otfm-sp__title\"&gt; &lt;strong&gt;View solution&lt;\/strong&gt;&lt;\/div&gt;&lt; \/div&gt; The functions of all three parts are continuous, but we still need to check if the function is continuous at critical points. We therefore first check the continuity of the function at the point x=-1 by solving the lateral limits at this point:\n\n*** Error message:\nMissing $ inserted.\nleading text: \\displaystyle\nMissing { inserted.\nleading text: ...=\"wp-block-otfm-box-spoiler-start otfm-sp__\nMissing { inserted.\nleading text: ...ox-spoiler-start otfm-sp__wrapper otfm-sp__\nMissing { inserted.\nleading text: ...m-sp__wrapper otfm-sp__box js-otfm-sp-box__\nMissing { inserted.\nleading text: ...fm-sp__box js-otfm-sp-box__closed otfm-sp__\nYou can't use `macro parameter character #' in math mode.\nleading text: ...=\"0\" aria-expanded=\"false\" data-otfm-spc=\"#\nMissing { inserted.\nleading text: ...e=\"text-align:center\"&gt;&lt;div class=\"otfm-sp__\nPlease use \\mathaccent for accents in math mode.\nleading text: ...g&gt;&lt;\/div&gt;&lt;\/div&gt; The functions of the three parts\nPlease use \\mathaccent for accents in math mode.\nleading text: ...are continuous, but we still need to see\n\n<\/pre>\n<p> \\lim\\limits_{x\\to -1^-} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to -1^-} \\bigl(x^2+2x+1\\bigr) = (-1)^ 2+2(-1)+1 =0 \\lim\\limits_{x\\to -1^+} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to -1^+} \\bigl(2x+2\\bigr ) = 2(-1)+2=0<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-fadd0ce26a497a6a6c73bfaa7ed28f4e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\" Les deux limites lat\u00e9rales au point x=-1 donnent le m\u00eame r\u00e9sultat, donc la fonction est continue en x=-1. Nous allons maintenant v\u00e9rifier si la fonction est continue ou non au point x=2 : \" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"56\" width=\"765\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<p> \\lim\\limits_{x\\to 2^-} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 2^-} \\bigl(2x+2\\bigr) = 2\\cdot 2+2=4+2= 6 \\lim\\limits_{x\\to 2^+} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 2^+} \\bigl( -x^2+8x\\bigr) = -2^2+8\\ cdot 2 = -4+16=12<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c93f9d5e367031de798abaf833523710_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\" En revanche, les limites lat\u00e9rales au point x=2 ne donnent pas le m\u00eame r\u00e9sultat, donc la fonction n'est pas continue en x=2. De plus, comme il n'est pas continu \u00e0 ce stade, il ne sera pas non plus d\u00e9rivable \u00e0 x=2. Une fois que l'on a \u00e9tudi\u00e9 la continuit\u00e9 de la fonction, on passe \u00e0 la diff\u00e9rentiabilit\u00e9. On calcule donc les d\u00e9riv\u00e9es lat\u00e9rales :\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"82\" width=\"908\" style=\"vertical-align: -4px;\"><\/p>\n<p> \\displaystyle f'(x)= \\left\\{ \\begin{array}{lcl} 2x+2 &amp; \\text{si} &amp; x\\leq -1 \\\\[2ex] 2 &amp; \\text{si} &amp; -1<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wir wissen bereits, dass die Funktion bei x=2 nicht differenzierbar ist, also m\u00fcssen wir nur untersuchen, ob die Funktion bei x=-1 differenzierbar ist. Dazu werten wir die beiden lateralen Ableitungen an der Stelle aus: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-cafb8bbe438865e050973664b6915fa9_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(-1^-)=2(-1)+2 = -2+2=0\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"272\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-5781d213b36777be5b2611a84ca95e96_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(-1^+)=2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"95\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die lateralen Ableitungen fallen im Punkt x=-1 nicht zusammen, sodass die Funktion an diesem Punkt nicht differenzierbar ist. <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f3674d70c292d967d7074a0b4bee230e_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(-1^-) \\neq f'(-1^+) \\ \\longrightarrow \\ \\cancel{\\exists} \\ f'(-1)\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"267\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-end otfm-sp_end\"><\/div>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">\u00dcbung 4<\/h3>\n<p> Berechnen Sie den Wert der Parameter a und b, sodass die folgende st\u00fcckweise Funktion in ihrem gesamten Bereich stetig und differenzierbar ist: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ce34d5d8a949fb3a0b904e9bf7d32f5b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle f(x)= \\left\\{ \\begin{array}{lcl} 2e^{x-3} + a &amp; \\text{si} &amp;  x< 3 \\\\[2ex](x-b)^2 &amp; \\text{si} &amp; x\\geq 3 \\end{array} \\right.\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"243\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-start otfm-sp__wrapper otfm-sp__box js-otfm-sp-box__closed otfm-sp__E6F9EF\" role=\"button\" tabindex=\"0\" aria-expanded=\"false\" data-otfm-spc=\"#E6F9EF\" style=\"text-align:center\">\n<div class=\"otfm-sp__title\"> <strong>Sehen Sie sich die L\u00f6sung an<\/strong><\/div>\n<\/div>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Unabh\u00e4ngig von den Werten der Unbekannten ist die Funktion an allen Punkten stetig und differenzierbar, au\u00dfer bei x=3, wo ihre Stetigkeit und Differenzierbarkeit \u00fcberpr\u00fcft werden muss.<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Damit die Funktion an einem Punkt stetig ist, m\u00fcssen die beiden seitlichen Grenzen an diesem Punkt zusammenfallen. Daher bewerten wir die seitlichen Grenzen am kritischen Punkt: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-21920afd0fe6c6a35983a39034b3f9f8_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\lim\\limits_{x\\to 3^-} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 3^-} \\bigl(2e^{x-3}+a\\bigr) = 2e^{3-3}+a = 2 \\cdot e^0+a =2\\cdot 1 +a = 2+a\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"29\" width=\"566\" style=\"vertical-align: -14px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-f527d4602a1bdc26d763df1064b956d4_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\lim\\limits_{x\\to 3^+} f(x) = \\lim\\limits_{x\\to 3^+} (x-b)^2 = (3-b)^2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"29\" width=\"282\" style=\"vertical-align: -14px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Die beiden aus den seitlichen Grenzen erhaltenen Werte m\u00fcssen daher gleich sein, damit die Funktion stetig ist:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3bec8303f39289b7f2cd7e6e439703c6_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"2+a = (3-b)^2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"123\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Wir analysieren nun die Differenzierbarkeit am Punkt x=3. Wir finden die lateralen Ableitungen:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d542fc9488644f0c144059ae1403d961_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\displaystyle f'(x)= \\left\\{ \\begin{array}{lcl} 2e^{x-3}  &amp; \\text{si} &amp;  x< 3 \\\\[2ex]2(x-b) &amp; \\text{si} &amp; x\\geq 3 \\end{array} \\right.\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"65\" width=\"236\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Und wir bewerten die beiden lateralen Ableitungen am kritischen Punkt: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-0fb3afef2352f0f5f96302b987a5de9c_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(3^-)= 2e^{3-3} =  2e^0 = 2\\cdot 1 = 2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"250\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-360474b477f347569ad1e3b64b63cc79_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"f'(3^+)=2(3-b) = 6 - 2b\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"19\" width=\"205\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Damit die Funktion bei x=3 differenzierbar ist, m\u00fcssen daher die aus den lateralen Ableitungen erhaltenen Werte gleich sein:<\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-8a98a45230845ad86846cd7db486af0b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"2=6-2b\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"80\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Und indem wir diese Gleichung l\u00f6sen, k\u00f6nnen wir den Wert von b ermitteln: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7f53d30cae8270029d25ea28322b6986_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"2b=6-2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"79\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-c263311ac7433ce2b417bb7ad0ef449b_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"2b=4\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"49\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-7dd2f0fd5e5207a815bf5789ada67541_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"b=\\cfrac{4}{2} =\\bm{2}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"38\" width=\"74\" style=\"vertical-align: -12px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-left\"> Sobald wir schlie\u00dflich den Wert des Parameters b kennen, k\u00f6nnen wir den Wert des Parameters a berechnen, indem wir die Gleichung l\u00f6sen, die wir zuvor in den seitlichen Grenzen erhalten haben: <\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-3bec8303f39289b7f2cd7e6e439703c6_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"2+a = (3-b)^2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"123\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-6468721c373f078ad3e97a290c2d86f4_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"2+a = (3-2)^2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"20\" width=\"124\" style=\"vertical-align: -5px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-d1cc01602cd205cae7b9c9b8ba391760_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"2+a =1\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"14\" width=\"72\" style=\"vertical-align: -2px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-ce22cc1bba3ee9612a7f8cb2624d2483_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"a =1-2\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"72\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<p class=\"has-text-align-center\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/mathority.org\/wp-content\/ql-cache\/quicklatex.com-be5f9e4b074e8b3ba5d0e96f8ae4e2cd_l3.png\" class=\"ql-img-inline-formula quicklatex-auto-format\" alt=\"\\bm{a =-1}\" title=\"Rendered by QuickLaTeX.com\" height=\"12\" width=\"55\" style=\"vertical-align: 0px;\"><\/p>\n<\/p>\n<div class=\"wp-block-otfm-box-spoiler-end otfm-sp_end\"><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In diesem Artikel erfahren Sie, wie Sie die Differenzierbarkeit einer Funktion untersuchen, also ob eine Funktion differenzierbar ist oder nicht. 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