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Implizit Differenzieren: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:19 So 11.01.2009
Autor: james_kochkessel

so, nun hab ich hier noch was entdeckt was mich fraglich macht, und zwar haben wir ne regel aufgeschrieben, wie man die umkehrfunktion ableiten kann, und da setz ich bei [mm] e^{x} [/mm] alles ein und komm im letzten schritt auf [mm] \bruch{1}{f'(lny)}=\bruch{1}{e^{lny}}=\bruch{1}{y}, [/mm] ich jedoch hätte jetzt gedacht das ist [mm] \bruch{1}{\bruch{1}{y}}, [/mm] aber das kann man doch nicht einfach zu [mm] \bruch{1}{y} [/mm] machen, oder ?

die regel war übrigens [mm] (f^{-1})'(y_{0})=\bruch{1}{f'(x_{0})}=\bruch{1}{f'(f^{-1}(y_{0}))} [/mm]

kann mir vielleicht jemand sagen wie man das für die ableitung von arctanx anwendet?
haben aufgeschrieben :
f'(tanx)=1+tan²x
[mm] (arctany)'=\bruch{1}{f'(f^{-1}(y))}=\bruch{1}{f'(arctany)}=\bruch{1}{1+tan²(arctany)}=\bruch{1}{1+y²} [/mm]

vor allem den letzten schritt versteh ich überhaupt nicht, bzw den davor auch nicht

        
Bezug
Implizit Differenzieren: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:58 So 11.01.2009
Autor: schachuzipus

Hallo James,

> so, nun hab ich hier noch was entdeckt was mich fraglich
> macht, und zwar haben wir ne regel aufgeschrieben, wie man
> die umkehrfunktion ableiten kann, und da setz ich bei [mm]e^{x}[/mm]
> alles ein und komm im letzten schritt auf
> [mm] $\red{\ln'(y)=}\bruch{1}{f'(lny)}=\bruch{1}{e^{lny}}=\bruch{1}{y}$ [/mm] [ok] ich
> jedoch hätte jetzt gedacht das ist [mm]\bruch{1}{\bruch{1}{y}},[/mm]

Nein, wieso das? Es ist doch [mm] $e^{\ln(y)}=y$, [/mm] also [mm] $\frac{1}{e^{\ln(y)}}=\frac{1}{y}$, [/mm] wie es auch dasteht

> aber das kann man doch nicht einfach zu [mm]\bruch{1}{y}[/mm]
> machen, oder ?

Nein, [mm] $\frac{1}{\frac{1}{y}}=y$ [/mm]

>  
> die regel war übrigens
> [mm](f^{-1})'(y_{0})=\bruch{1}{f'(x_{0})}=\bruch{1}{f'(f^{-1}(y_{0}))}[/mm]
>  
> kann mir vielleicht jemand sagen wie man das für die
> ableitung von arctanx anwendet?
>  haben aufgeschrieben :
>  f'(tanx)=1+tan²x
>  
> [mm] $(arctany)'=\bruch{1}{f'(f^{-1}(y))}=\bruch{1}{\red{f'(arctany)}}=\bruch{1}{1+tan²(arctany)}=\bruch{1}{1+y²}$ [/mm]
>  
> vor allem den letzten schritt versteh ich überhaupt nicht,
> bzw den davor auch nicht

Da, wo es rot ist, brauchst du die Ableitung der Tangensfunktion, also von f, deren UKF ja der [mm] $\arctan$ [/mm] ist

Also [mm] $f(z)=\tan(z)=\frac{\sin(z)}{\cos(z)}\Rightarrow f'(z)=\frac{1}{\cos^2(z)}$ [/mm] nach Quotientenregel (--> nachrechnen)

[mm] $=\frac{\cos^2(z)+\sin^2(z)}{\cos^2(z)}=1+\frac{\sin^2(z)}{\cos^2(z)}=\blue{1+\tan^2(z)}$ [/mm]

Das wird nun eingesetzt:

[mm] $\bruch{1}{\red{f'(\arctan(y))}}=\bruch{1}{\blue{\tan'}(\arctan(y))}=\bruch{1}{\blue{1+\tan^2}(\arctan(y))}=\bruch{1}{\blue{1+\tan}(\arctan(y))\cdot{}\blue{\tan}(\arctan(y))}=\bruch{1}{1+y\cdot{}y}$ [/mm]

Denn Tangens und Arcustangens sind gegenseitig Umkehrfunktionen

[mm] $=\bruch{1}{1+y^2}$ [/mm]


LG

schachuzipus

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Implizit Differenzieren: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 15:10 So 11.01.2009
Autor: james_kochkessel

hey danke,

d.h. also das tan(arctan(y)) sich gegenseitig aufheben und nur y übrigbleibt ?
so würde das ganze dann auch sinn ergeben ^^


achso und das oben mit [mm] \bruch{1}{f'(lny)}, [/mm] ich hätte da jetzt halt einfach unten abgeleitet zu [mm] \bruch{1}{y} [/mm] und wäre dementsprechend auf [mm] \bruch{1}{\bruch{1}{y}} [/mm]  gekommen, aber wieso die das oben zu [mm] e^{lny} [/mm] und dann einfach das [mm] e^{ln} [/mm] weggelassen haben, verstehe ich nicht,



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Implizit Differenzieren: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 15:20 So 11.01.2009
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

> hey danke,
>  
> d.h. also das tan(arctan(y)) sich gegenseitig aufheben und
> nur y übrigbleibt ?

Ja, die Verknüpfung von Umkehrfunktionen ergibt die identischer Abbildung, und wenn du die auf y anwendest, passiert nicht viel ;-)

>  so würde das ganze dann auch sinn ergeben ^^
>  
>
> achso und das oben mit [mm]\bruch{1}{f'(lny)},[/mm] ich hätte da
> jetzt halt einfach unten abgeleitet zu [mm]\bruch{1}{y}[/mm] und
> wäre dementsprechend auf [mm]\bruch{1}{\bruch{1}{y}}[/mm]  gekommen,

Moment, Moment, mache dir klar, dass du f ableitest, wobei f die Umkehrfunktion von [mm] $\ln$ [/mm] ist, also [mm] $f(z)=e^z$, [/mm] damit [mm] $f'(z)=e^z$ [/mm]

Du hast also (nochmal einen Schritt ausführlicher) mit [mm] $f^{-1}(z)=\ln(z)$ [/mm] und [mm] $f(z)=e^z=exp(z)$ [/mm]

[mm] $\ln'(y)=\frac{1}{f'(\ln(y))}=\frac{1}{exp'(\ln(y))}=\frac{1}{exp(\ln(y))}=\frac{1}{id(y)}=\frac{1}{y}$ [/mm]

> aber wieso die das oben zu [mm]e^{lny}[/mm] und dann einfach das
> [mm]e^{ln}[/mm] weggelassen haben, verstehe ich nicht,

Na, die e-Funktion und der [mm] \ln [/mm] sind doch wieder Umkehrfunktionen zueinander, verknüpft man sie, so ergibt das die identische Abb.

[mm] $e^{\ln(z)}=exp(\ln(z))=id(z)=z$ [/mm] und andersherum [mm] $\ln\left(e^z\right)=z\cdot{}\ln(e)=z\cdot{}1=z$ [/mm]

LG

schachuzipus

>  
>  


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Implizit Differenzieren: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:26 So 11.01.2009
Autor: james_kochkessel

ahh jetzt hab ichs begriffen, danke vielmals !

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