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Forum "Reelle Analysis mehrerer Veränderlichen" - Extrempunkte
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Extrempunkte: Aufgabe
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:54 Fr 25.01.2013
Autor: ellegance88

Aufgabe
Bestimmen Sie alle lokalen Maxima und Minima der Funktion

f: [mm] R^2 \rightarrow [/mm] R       f(x,y) = x+y-sin(x)-sin(y)

Hallo, undzwar habe ich folgendes raus. Ist das richtig?

[mm] f_x [/mm] (x,y) = - cos(x)
[mm] f_y [/mm] (x,y) = - cos(x)

-cos(x) = 0
-cos( [mm] \bruch{Pi}{3} [/mm] ) = 0


An der Stelle [mm] (\bruch{Pi}{3},\bruch{Pi}{3}) [/mm] liegt also ein möglicher Extremum vor.

Hessematrix:  
[mm] \begin{pmatrix} sin (x) & 0 \\ 0 & sin (x) \end{pmatrix} [/mm]

[mm] \begin{pmatrix} \bruch{\wurzel 3}{2} & 0 \\ 0 & \bruch{\wurzel 3}{2} \end{pmatrix} [/mm]

Die Eigenwerte wären [mm] \Lambda_1 [/mm] = [mm] \Lambda_2 [/mm] = [mm] \bruch{\wurzel 3}{2} [/mm]

Die Matrix ist positiv definit und damit liegt bei [mm] (\bruch{Pi}{3},\bruch{Pi}{3}) [/mm] ein Minimum vor.




        
Bezug
Extrempunkte: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:02 Fr 25.01.2013
Autor: angela.h.b.


> Bestimmen Sie alle lokalen Maxima und Minima der Funktion
>  
> f: [mm]R^2 \rightarrow[/mm] R       f(x,y) = x+y-sin(x)-sin(y)
>  Hallo, undzwar habe ich folgendes raus. Ist das richtig?
>  
> [mm]f_x[/mm] (x,y) = - cos(x)
>  [mm]f_y[/mm] (x,y) = - cos(x)

Hallo,

Die partiellen Ableitungen stimmen nicht.
Du mußt doch x bzw. y auch ableiten.

LG Angela

>  
> -cos(x) = 0
>  -cos( [mm]\bruch{Pi}{3}[/mm] ) = 0
>  
>
> An der Stelle [mm](\bruch{Pi}{3},\bruch{Pi}{3})[/mm] liegt also ein
> möglicher Extremum vor.
>  
> Hessematrix:  
> [mm]\begin{pmatrix} sin (x) & 0 \\ 0 & sin (x) \end{pmatrix}[/mm]
>  
> [mm]\begin{pmatrix} \bruch{\wurzel 3}{2} & 0 \\ 0 & \bruch{\wurzel 3}{2} \end{pmatrix}[/mm]
>  
> Die Eigenwerte wären [mm]\Lambda_1[/mm] = [mm]\Lambda_2[/mm] =
> [mm]\bruch{\wurzel 3}{2}[/mm]
>  
> Die Matrix ist positiv definit und damit liegt bei
> [mm](\bruch{Pi}{3},\bruch{Pi}{3})[/mm] ein Minimum vor.
>  
>
>  


Bezug
                
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Extrempunkte: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:06 Fr 25.01.2013
Autor: ellegance88

also 1-cos(x)? und dann alles nochmal?

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Extrempunkte: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:21 Fr 25.01.2013
Autor: schachuzipus

Hallo ellegance88,

genauso ist es.

Gruß

schachuzipus

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Extrempunkte: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:28 Fr 25.01.2013
Autor: ellegance88

[mm] f_x [/mm] (x,y) = 1-cos(x)
[mm] f_y(x,y= [/mm] 1-cos (y)

Dann liegt vermutlich an der Stelle 0 ein Extremum vor.

Nur jetzt habe ich da sin(0)=0

in der Hesse-Matrix 4 Nullen? :S was bedeutet das?

Sattelpunkt?

Bezug
                                        
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Extrempunkte: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 06:04 Sa 26.01.2013
Autor: angela.h.b.


> [mm]f_x[/mm] (x,y) = 1-cos(x)
>  [mm]f_y(x,y=[/mm] 1-cos (y)
>  
> Dann liegt vermutlich an der Stelle 0 ein Extremum vor.
>  
> Nur jetzt habe ich da sin(0)=0
>  
> in der Hesse-Matrix 4 Nullen? :S was bedeutet das?

Hallo,

Du kommst mit der Hessematrix hier nicht weiter.
Die Geschichte mit der Hessematrix ist ja auch ein hinreichendes Kriterium, und hier wird deutlich, daß es einem nicht immer weiterhilft.

Und was nun?
Irgendwie muß man die Stellen, die man als Extremwertkandidaten hat, anders untersuchen, vielleicht durch Betrachtung der Funktionswerte in der Umgebung der kritischen Punkte.
Evtl. hilft Dir hierbei Wissen über den sin weiter, die Taylorentwicklung oder so.

LG Angela



>  
> Sattelpunkt?


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Extrempunkte: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:29 Fr 25.01.2013
Autor: Richie1401

Hallo,

> Bestimmen Sie alle lokalen Maxima und Minima der Funktion
>  
> f: [mm]R^2 \rightarrow[/mm] R       f(x,y) = x+y-sin(x)-sin(y)
>  Hallo, undzwar habe ich folgendes raus. Ist das richtig?
>  
> [mm]f_x[/mm] (x,y) = - cos(x)
>  [mm]f_y[/mm] (x,y) = - cos(x)
>  
> -cos(x) = 0
>  -cos( [mm]\bruch{Pi}{3}[/mm] ) = 0

Echt?!?! Also bei meinem Kosinus ist [mm] \cos(\pi/3)=1/2 [/mm]

>  
>
> An der Stelle [mm](\bruch{Pi}{3},\bruch{Pi}{3})[/mm] liegt also ein
> möglicher Extremum vor.

Du hast es schon richtig gesagt, dass dies nur EIN (!) möglicher Extrempunkt ist. Aber im Allgemeinen gibt es hier wahnsinnig viele. Ja witzigerweise sogar unendlich viele!

>  
> Hessematrix:  
> [mm]\begin{pmatrix} sin (x) & 0 \\ 0 & sin (x) \end{pmatrix}[/mm]

Warum steht hier beim zweiten EIntrag noch einmal [mm] \sin(x) [/mm] ?

>  
> [mm]\begin{pmatrix} \bruch{\wurzel 3}{2} & 0 \\ 0 & \bruch{\wurzel 3}{2} \end{pmatrix}[/mm]
>  
> Die Eigenwerte wären [mm]\Lambda_1[/mm] = [mm]\Lambda_2[/mm] =
> [mm]\bruch{\wurzel 3}{2}[/mm]
>  
> Die Matrix ist positiv definit und damit liegt bei
> [mm](\bruch{Pi}{3},\bruch{Pi}{3})[/mm] ein Minimum vor.
>  
>
>  


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Extrempunkte: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:40 Fr 25.01.2013
Autor: ellegance88

ja stimmt  cos ( Pi halbe ) wäre = 0..

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Extrempunkte: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:43 Fr 25.01.2013
Autor: Richie1401


> ja stimmt  cos ( Pi halbe ) wäre = 0..

Und was ist mit [mm] \cos(\frac{5\pi}{2}) [/mm] ?

Du hast eine Funktion von [mm] \IR^2\to\IR [/mm]

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Extrempunkte: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 22:48 Fr 25.01.2013
Autor: ellegance88

das ergibt auch null.
Also gibt es hier unendlich viele Lösungen.
willst du mir glaub damit sagen, ^^
aber eine Frage hätte ich, woran erkenne ich denn, dass es unendlich viele Lösungen gibt? sieht man es schon vorher?

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Extrempunkte: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 22:52 Fr 25.01.2013
Autor: Richie1401

Selbstverständlich. Die trigonometrischen Funktionen sind doch periodisch. Das erkennt man doch sehr gut an dem Graphen.

[mm] \cos(x)=1 \gdw x=2k\pi,\ k\in\IZ [/mm]

Du müsstest also alle (!) Stellen der Form [mm] (2k\pi,2k\pi) [/mm] untersuchen.

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Bezug
Extrempunkte: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 22:56 Fr 25.01.2013
Autor: ellegance88

okay danke :)

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Extrempunkte: mehr Stellen!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 05:44 Sa 26.01.2013
Autor: angela.h.b.


> Du müsstest also alle (!) Stellen der Form [mm](2k\pi,2k\pi)[/mm]
> untersuchen.

Hallo,

es sind mehr Stellen, die zu untersuchen sind:

alle Stellen [mm] (2k\pi, 2l\pi). [/mm]

LG Angela


Bezug
                                                        
Bezug
Extrempunkte: Auweia!
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 09:15 Sa 26.01.2013
Autor: Richie1401

Guten Morgen Angela,

danke für den Hinweis, der natürlich korrekt ist und ganz klar ein Fehler meinerseits.

Ich wünsche ein schönes Wochenende!

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