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Forum "Reelle Analysis mehrerer Veränderlichen" - Lokal/ Umkehrfunktion
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Lokal/ Umkehrfunktion: Verständnis
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:01 Mo 04.06.2012
Autor: EvelynSnowley2311

Aufgabe 1
a)
Sei f(x,y) = ( x sin(y), x cos (y)) mit (x,y) [mm] \in (0,\infty) [/mm] x (0,3 [mm] \pi) [/mm]
zeige, dass f lokal, aber nicht global invertierbar ist. Bestimme die lokalen Umkehrfunktionen von f.

Aufgabe 2
b)
um welche Punkte existiert lokal eine umkehrfunktion von

i) f(x,y) = [mm] (e^x [/mm] + [mm] e^y, e^x [/mm] - [mm] e^y) [/mm]
ii)f(x,y) = (x+4y,x-y)
(x,y) [mm] \in \IR^2 [/mm]

bestimme in i) und ii) die lokalen und, falls möglich, die globalen Umkehrfunktionen.

huhu zusammen,

wir haben heute mit diesem Thema Umkehrfunktionen ( bzw neu im mehrdimensionellen) angefangen und ich muss gestehen es fällt mir schwer, zumal im Buch kaum was dazu drin steht.

Ich versteh das so: eine Funktion f ist global invertierbar, wenn [mm] f^{-1} [/mm] für alle x (bzw x und y) existiert.
eine Funktion ist lokal invertierbar, wenn sie für eine begrenzte Anzahl von Werten existiert, also z.b. wäre für mich lokal invertierbar:

[mm] f^{-1}(x) [/mm] = [mm] \bruch{1}{x} [/mm] , da definiert nur für [mm] \IR [/mm] \ {0}

zur Aufgabe a) erstmal:

unser Übungsleiter gab uns den tip, zu überprüfen, ob die determinante der Jacobimatrix von f(x,y) = ( x sin(y), x cos (y)) ungleich 0 ist. ( was dies aussagt, weiß ich leider nicht)

die Matrix sieht so aus:

[mm] \pmat{ sin(y) & x \* cos(y) \\ cos(y) & - x \* sin(y) } [/mm]

die Determinante ist :  -x [mm] (cos^2 [/mm] + [mm] sin^2) [/mm] = -x  

naja ich würde jetzt sagen, dass die Matrix nur für x ungleich Null invertierbar ist. Heisst dies dann, bzw ist es hiermit bewisen, dass f lokal und nicht global invertierbar ist?


Lokale Umkehrfunktionen von f: ist das nicht einfach
[mm] f^{-1}(x,y) [/mm] = [mm] (\bruch{1}{x sin(y)} [/mm] , [mm] \bruch{1}{x cos(y)}) [/mm] ? wahrscheinlich nicht so einfach oder?^^

        
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:18 Mo 04.06.2012
Autor: MathePower

Hallo EvelynSnowley2311,

> a)
>  Sei f(x,y) = ( x sin(y), x cos (y)) mit (x,y) [mm]\in (0,\infty)[/mm]
> x (0,3 [mm]\pi)[/mm]
>  zeige, dass f lokal, aber nicht global invertierbar ist.
> Bestimme die lokalen Umkehrfunktionen von f.
>  b)
>  um welche Punkte existiert lokal eine umkehrfunktion von
>  
> i) f(x,y) = [mm](e^x[/mm] + [mm]e^y, e^x[/mm] - [mm]e^y)[/mm]
>  ii)f(x,y) = (x+4y,x-y)
>  (x,y) [mm]\in \IR^2[/mm]
>  
> bestimme in i) und ii) die lokalen und, falls möglich, die
> globalen Umkehrfunktionen.
>  huhu zusammen,
>  
> wir haben heute mit diesem Thema Umkehrfunktionen ( bzw neu
> im mehrdimensionellen) angefangen und ich muss gestehen es
> fällt mir schwer, zumal im Buch kaum was dazu drin steht.
>  
> Ich versteh das so: eine Funktion f ist global
> invertierbar, wenn [mm]f^{-1}[/mm] für alle x (bzw x und y)
> existiert.
> eine Funktion ist lokal invertierbar, wenn sie für eine
> begrenzte Anzahl von Werten existiert, also z.b. wäre für
> mich lokal invertierbar:
>  
> [mm]f^{-1}(x)[/mm] = [mm]\bruch{1}{x}[/mm] , da definiert nur für [mm]\IR[/mm] \ {0}
>  
> zur Aufgabe a) erstmal:
>  
> unser Übungsleiter gab uns den tip, zu überprüfen, ob
> die determinante der Jacobimatrix von f(x,y) = ( x sin(y),
> x cos (y)) ungleich 0 ist. ( was dies aussagt, weiß ich
> leider nicht)
>  
> die Matrix sieht so aus:
>  
> [mm]\pmat{ sin(y) & x \* cos(y) \\ cos(y) & - x \* sin(y) }[/mm]
>  
> die Determinante ist :  -x [mm](cos^2[/mm] + [mm]sin^2)[/mm] = -x  
>
> naja ich würde jetzt sagen, dass die Matrix nur für x
> ungleich Null invertierbar ist. Heisst dies dann, bzw ist
> es hiermit bewisen, dass f lokal und nicht global
> invertierbar ist?
>  


Es ist bewiesen, daß f in einer
geeigneten Umgebung lokal umkehrbar ist.


>
> Lokale Umkehrfunktionen von f: ist das nicht einfach
>  [mm]f^{-1}(x,y)[/mm] = [mm](\bruch{1}{x sin(y)}[/mm] , [mm]\bruch{1}{x cos(y)})[/mm]
> ? wahrscheinlich nicht so einfach oder?^^


In der Tat ist das nicht so einfach die Umkehrfunktion anzugeben.

Setze dazu

[mm]u=x*\sin\left(y\right)[/mm]

[mm]v=x*\cos\left(y\right)[/mm]

Ermittle daraus x,y als Funktion von u,v.

Dann vertauscht u mit x und v mit y.


Gruss
MathePower

Bezug
                
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:49 Mo 04.06.2012
Autor: EvelynSnowley2311


> > a)
>  >  Sei f(x,y) = ( x sin(y), x cos (y)) mit (x,y) [mm]\in (0,\infty)[/mm]
> > x (0,3 [mm]\pi)[/mm]
>  >  zeige, dass f lokal, aber nicht global invertierbar
> ist.
> > Bestimme die lokalen Umkehrfunktionen von f.
>  >  b)
>  >  um welche Punkte existiert lokal eine umkehrfunktion
> von
>  >  
> > i) f(x,y) = [mm](e^x[/mm] + [mm]e^y, e^x[/mm] - [mm]e^y)[/mm]
>  >  ii)f(x,y) = (x+4y,x-y)
>  >  (x,y) [mm]\in \IR^2[/mm]
>  >  
> > bestimme in i) und ii) die lokalen und, falls möglich, die
> > globalen Umkehrfunktionen.
>  >  huhu zusammen,
>  >  

> > Ich versteh das so: eine Funktion f ist global
> > invertierbar, wenn [mm]f^{-1}[/mm] für alle x (bzw x und y)
> > existiert.
> > eine Funktion ist lokal invertierbar, wenn sie für eine
> > begrenzte Anzahl von Werten existiert, also z.b. wäre für
> > mich lokal invertierbar:
>  >  
> > [mm]f^{-1}(x)[/mm] = [mm]\bruch{1}{x}[/mm] , da definiert nur für [mm]\IR[/mm] \ {0}
>  >  
> > zur Aufgabe a) erstmal:
>  >  
> > unser Übungsleiter gab uns den tip, zu überprüfen, ob
> > die determinante der Jacobimatrix von f(x,y) = ( x sin(y),
> > x cos (y)) ungleich 0 ist. ( was dies aussagt, weiß ich
> > leider nicht)
>  >  
> > die Matrix sieht so aus:
>  >  
> > [mm]\pmat{ sin(y) & x \* cos(y) \\ cos(y) & - x \* sin(y) }[/mm]
>  
> >  

> > die Determinante ist :  -x [mm](cos^2[/mm] + [mm]sin^2)[/mm] = -x  
> >
> > naja ich würde jetzt sagen, dass die Matrix nur für x
> > ungleich Null invertierbar ist. Heisst dies dann, bzw ist
> > es hiermit bewisen, dass f lokal und nicht global
> > invertierbar ist?
>  >  
>
>
> Es ist bewiesen, daß f in einer
>  geeigneten Umgebung lokal umkehrbar ist.
>  

aber ist nicht auch damit bewiesen, wenn ich das Gegenbeispiel x = 0 einbringe, dass f nicht global invertierbar sein kann?

> >

>  
> Setze dazu
>  
> [mm]u=x*\sin\left(y\right)[/mm]
>  
> [mm]v=x*\cos\left(y\right)[/mm]
>  
> Ermittle daraus x,y als Funktion von u,v.
>  
> Dann vertauscht u mit x und v mit y.
>  

also f(x,y) = (u,v) = (x sin(y), x cos(y))

u = x  [mm] \* [/mm] sin(y)
v = x [mm] \* [/mm] cos(y)

äquivalent umgeformt:

x= [mm] \bruch{u}{sin(y)} [/mm]
x= [mm] \bruch{v}{cos(y)} [/mm]

addiert:

2x = [mm] \bruch{u}{sin(y)} +\bruch{v}{cos(y)} [/mm]

durch 2:

x = [mm] (\bruch{u}{sin(y)} +\bruch{v}{cos(y)}) \* [/mm] 0.5

und jetzt einfach das u und das v ersetzten? dann hab ich doch links und rechts x drinne?

Bezug
                        
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 18:00 Mo 04.06.2012
Autor: MathePower

Hallo EvelynSnowley2311,

>
> > > a)
>  >  >  Sei f(x,y) = ( x sin(y), x cos (y)) mit (x,y) [mm]\in (0,\infty)[/mm]
> > > x (0,3 [mm]\pi)[/mm]
>  >  >  zeige, dass f lokal, aber nicht global invertierbar
> > ist.
> > > Bestimme die lokalen Umkehrfunktionen von f.
>  >  >  b)
>  >  >  um welche Punkte existiert lokal eine umkehrfunktion
> > von
>  >  >  
> > > i) f(x,y) = [mm](e^x[/mm] + [mm]e^y, e^x[/mm] - [mm]e^y)[/mm]
>  >  >  ii)f(x,y) = (x+4y,x-y)
>  >  >  (x,y) [mm]\in \IR^2[/mm]
>  >  >  
> > > bestimme in i) und ii) die lokalen und, falls möglich, die
> > > globalen Umkehrfunktionen.
>  >  >  huhu zusammen,
>  >  >  
>
> > > Ich versteh das so: eine Funktion f ist global
> > > invertierbar, wenn [mm]f^{-1}[/mm] für alle x (bzw x und y)
> > > existiert.
> > > eine Funktion ist lokal invertierbar, wenn sie für eine
> > > begrenzte Anzahl von Werten existiert, also z.b. wäre für
> > > mich lokal invertierbar:
>  >  >  
> > > [mm]f^{-1}(x)[/mm] = [mm]\bruch{1}{x}[/mm] , da definiert nur für [mm]\IR[/mm] \ {0}
>  >  >  
> > > zur Aufgabe a) erstmal:
>  >  >  
> > > unser Übungsleiter gab uns den tip, zu überprüfen, ob
> > > die determinante der Jacobimatrix von f(x,y) = ( x sin(y),
> > > x cos (y)) ungleich 0 ist. ( was dies aussagt, weiß ich
> > > leider nicht)
>  >  >  
> > > die Matrix sieht so aus:
>  >  >  
> > > [mm]\pmat{ sin(y) & x \* cos(y) \\ cos(y) & - x \* sin(y) }[/mm]
>  
> >  

> > >  

> > > die Determinante ist :  -x [mm](cos^2[/mm] + [mm]sin^2)[/mm] = -x  
> > >
> > > naja ich würde jetzt sagen, dass die Matrix nur für x
> > > ungleich Null invertierbar ist. Heisst dies dann, bzw ist
> > > es hiermit bewisen, dass f lokal und nicht global
> > > invertierbar ist?
>  >  >  
> >
> >
> > Es ist bewiesen, daß f in einer
>  >  geeigneten Umgebung lokal umkehrbar ist.
>  >  
> aber ist nicht auch damit bewiesen, wenn ich das
> Gegenbeispiel x = 0 einbringe, dass f nicht global
> invertierbar sein kann?
>  > >


x=0 gehört nicht zum angegebenen Intervall.


>
> >  

> > Setze dazu
>  >  
> > [mm]u=x*\sin\left(y\right)[/mm]
>  >  
> > [mm]v=x*\cos\left(y\right)[/mm]
>  >  
> > Ermittle daraus x,y als Funktion von u,v.
>  >  
> > Dann vertauscht u mit x und v mit y.
>  >  
>
> also f(x,y) = (u,v) = (x sin(y), x cos(y))
>  
> u = x  [mm]\*[/mm] sin(y)
>  v = x [mm]\*[/mm] cos(y)
>  
> äquivalent umgeformt:
>  
> x= [mm]\bruch{u}{sin(y)}[/mm]
>  x= [mm]\bruch{v}{cos(y)}[/mm]
>  
> addiert:
>  
> 2x = [mm]\bruch{u}{sin(y)} +\bruch{v}{cos(y)}[/mm]
>  
> durch 2:
>  
> x = [mm](\bruch{u}{sin(y)} +\bruch{v}{cos(y)}) \*[/mm] 0.5
>  
> und jetzt einfach das u und das v ersetzten? dann hab ich
> doch links und rechts x drinne?


Quadriere die beiden Gleichungen und Du erhältst x(u,v).

Dividiere die beiden Gleichungen und Du erhältst y(u,v).


Gruss
MathePower

Bezug
                                
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 18:47 Mo 04.06.2012
Autor: EvelynSnowley2311


> > > >  

> > > > die Determinante ist :  -x [mm](cos^2[/mm] + [mm]sin^2)[/mm] = -x  
> > > >
> > > > naja ich würde jetzt sagen, dass die Matrix nur für x
> > > > ungleich Null invertierbar ist. Heisst dies dann, bzw ist
> > > > es hiermit bewisen, dass f lokal und nicht global
> > > > invertierbar ist?
>  >  >  >  
> > >
> > >
> > > Es ist bewiesen, daß f in einer
>  >  >  geeigneten Umgebung lokal umkehrbar ist.
>  >  >  
> > aber ist nicht auch damit bewiesen, wenn ich das
> > Gegenbeispiel x = 0 einbringe, dass f nicht global
> > invertierbar sein kann?
>  >  > >

>
>
> x=0 gehört nicht zum angegebenen Intervall.
>  

wie zeige ich hier, dass f nicht global invertierbar ist, wenn die invertierbare aber anscheinend existiert für das gesamte Intervall?

> > >  

> > > Setze dazu
>  >  >  
> > > [mm]u=x*\sin\left(y\right)[/mm]
>  >  >  
> > > [mm]v=x*\cos\left(y\right)[/mm]
>  >  >  
> > > Ermittle daraus x,y als Funktion von u,v.
>  >  >  
> > > Dann vertauscht u mit x und v mit y.
>  >  >  
> >
> > also f(x,y) = (u,v) = (x sin(y), x cos(y))
>  >  

u = x  [mm]\*[/mm] sin(y)
  v = x [mm]\*[/mm] cos(y)

>  >  

k beide quadrieren und addieren:

[mm] u^2 [/mm] + [mm] v^2 [/mm] = [mm] x^2 \* [/mm] 1  => x = [mm] \wurzel{u^2+v^2} [/mm]

beide dividieren:

u/w = tan(y) => y = [mm] tan^{-1}(u/w) [/mm]

wenigstens das hab ich ;)

Bezug
                                        
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 19:21 Mo 04.06.2012
Autor: MathePower

Hallo

Bezug
                                        
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 19:34 Mo 04.06.2012
Autor: MathePower

Hallo EvelynSnowley2311,

>
> > > > >  

> > > > > die Determinante ist :  -x [mm](cos^2[/mm] + [mm]sin^2)[/mm] = -x  
> > > > >
> > > > > naja ich würde jetzt sagen, dass die Matrix nur für x
> > > > > ungleich Null invertierbar ist. Heisst dies dann, bzw ist
> > > > > es hiermit bewisen, dass f lokal und nicht global
> > > > > invertierbar ist?
>  >  >  >  >  
> > > >
> > > >
> > > > Es ist bewiesen, daß f in einer
>  >  >  >  geeigneten Umgebung lokal umkehrbar ist.
>  >  >  >  
> > > aber ist nicht auch damit bewiesen, wenn ich das
> > > Gegenbeispiel x = 0 einbringe, dass f nicht global
> > > invertierbar sein kann?
>  >  >  > >

> >
> >
> > x=0 gehört nicht zum angegebenen Intervall.
>  >  
> wie zeige ich hier, dass f nicht global invertierbar ist,
> wenn die invertierbare aber anscheinend existiert für das
> gesamte Intervall?


Die Invertierbare existiert aber nicht für das gesamte Intervall.


> > > >  

> > > > Setze dazu
>  >  >  >  
> > > > [mm]u=x*\sin\left(y\right)[/mm]
>  >  >  >  
> > > > [mm]v=x*\cos\left(y\right)[/mm]
>  >  >  >  
> > > > Ermittle daraus x,y als Funktion von u,v.
>  >  >  >  
> > > > Dann vertauscht u mit x und v mit y.
>  >  >  >  
> > >
> > > also f(x,y) = (u,v) = (x sin(y), x cos(y))
>  >  >  
> u = x  [mm]\*[/mm] sin(y)
>    v = x [mm]\*[/mm] cos(y)
>  >  >  
> k beide quadrieren und addieren:
>  
> [mm]u^2[/mm] + [mm]v^2[/mm] = [mm]x^2 \*[/mm] 1  => x = [mm]\wurzel{u^2+v^2}[/mm]
>  
> beide dividieren:
>  
> u/w = tan(y) => y = [mm]tan^{-1}(u/w)[/mm]
>  
> wenigstens das hab ich ;)


Ja, bis auf das, daß w und v vertauscht worden sind.

[mm]\wurzel{u^2+v^2}[/mm] ist auf dem angegebenen Intervall eindeutig,
jedoch gibt es mindestens zwei Werte für [mm]arctan}(u/v)[/mm].


Gruss
MathePower

Bezug
                                                
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 19:51 Mo 04.06.2012
Autor: EvelynSnowley2311


> Hallo EvelynSnowley2311,
>  
> >
> > > > > >  

> > > > > > die Determinante ist :  -x [mm](cos^2[/mm] + [mm]sin^2)[/mm] = -x  
> > > > > >
> > > > > > naja ich würde jetzt sagen, dass die Matrix nur für x
> > > > > > ungleich Null invertierbar ist. Heisst dies dann, bzw ist
> > > > > > es hiermit bewisen, dass f lokal und nicht global
> > > > > > invertierbar ist?
>  >  >  >  >  >  
> > > > >
> > > > >
> > > > > Es ist bewiesen, daß f in einer
>  >  >  >  >  geeigneten Umgebung lokal umkehrbar ist.
>  >  >  >  >  
> > > > aber ist nicht auch damit bewiesen, wenn ich das
> > > > Gegenbeispiel x = 0 einbringe, dass f nicht global
> > > > invertierbar sein kann?
>  >  >  >  > >

> > >
> > >
> > > x=0 gehört nicht zum angegebenen Intervall.
>  >  >  
> > wie zeige ich hier, dass f nicht global invertierbar ist,
> > wenn die invertierbare aber anscheinend existiert für das
> > gesamte Intervall?
>
>
> Die Invertierbare existiert aber nicht für das gesamte
> Intervall.
>  
>
> > > > >  

> > > > > Setze dazu
>  >  >  >  >  
> > > > > [mm]u=x*\sin\left(y\right)[/mm]
>  >  >  >  >  
> > > > > [mm]v=x*\cos\left(y\right)[/mm]
>  >  >  >  >  
> > > > > Ermittle daraus x,y als Funktion von u,v.
>  >  >  >  >  
> > > > > Dann vertauscht u mit x und v mit y.
>  >  >  >  >  
> > > >
> > > > also f(x,y) = (u,v) = (x sin(y), x cos(y))
>  >  >  >  
> > u = x  [mm]\*[/mm] sin(y)
>  >    v = x [mm]\*[/mm] cos(y)
>  >  >  >  
> > k beide quadrieren und addieren:
>  >  
> > [mm]u^2[/mm] + [mm]v^2[/mm] = [mm]x^2 \*[/mm] 1  => x = [mm]\wurzel{u^2+v^2}[/mm]
>  >  
> > beide dividieren:
>  >  
> > u/w = tan(y) => y = [mm]tan^{-1}(u/w)[/mm]
>  >  
> > wenigstens das hab ich ;)
>
>
> Ja, bis auf das, daß w und v vertauscht worden sind.
>  
> [mm]\wurzel{u^2+v^2}[/mm] ist auf dem angegebenen Intervall
> eindeutig,
>  jedoch gibt es mindestens zwei Werte für [mm]arctan}(u/v)[/mm].
>  
>

ist das denn so, dass mein u jetzt [mm] \in (0,\infty) [/mm] und mein v [mm] \in [/mm] (0,3 [mm] \pi) [/mm] liegt?

also nochmal zum Verständnis:
für die lokale Invertierbarkeit von f brauch ich die determinante der Jacobi Matrix ungleich 0.
was genau setze ich für die globale Invertierbarkeit vorraus?
bzw was ist schlimm daran, dass es mind. 2 Werte für den arcustangens(u/v) gibt?



Bezug
                                                        
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 20:42 Mo 04.06.2012
Autor: MathePower

Hallo EvelynSnowley2311,

>  >  
> >
> ist das denn so, dass mein u jetzt [mm]\in (0,\infty)[/mm] und mein
> v [mm]\in[/mm] (0,3 [mm]\pi)[/mm] liegt?
>  


Nein, [mm]\left(u,v\right) \in \IR^{2}[/mm]


> also nochmal zum Verständnis:
>  für die lokale Invertierbarkeit von f brauch ich die
> determinante der Jacobi Matrix ungleich 0.
>  was genau setze ich für die globale Invertierbarkeit
> vorraus?
>  bzw was ist schlimm daran, dass es mind. 2 Werte für den
> arcustangens(u/v) gibt?
>  


Nun, damit ist die Funktion arcustangens(u/v) nicht mehr eindeutig,
und damit auch nicht mehr umkehrbar.


Gruss
MathePower  

Bezug
                                                                
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 21:09 Mo 04.06.2012
Autor: EvelynSnowley2311

ah okay,
Globale Invertierbarkeit ist ja echt schwer ;/

zu b) meine Ideen:
i) f(x,y) = [mm] (e^x+e^y,e^x-e^y) [/mm]

die Jacobi Matrix sieht so aus:

[mm] \pmat{ e^x +1 & e^y+1 \\ e^x -1 & - e^y +1 } [/mm] und die Determinante ist entsprechend [mm] (e^x+1)\*(-e^y+1) [/mm] - [mm] (e^x-1)\*(e^y+1) [/mm]
[mm] =-2\*e^{x+y} [/mm] +2

also ex die lokale Umkehrfunktion für alle x und y mit der Eigenschaft, dass x+y ungleich Null ist, richtig?


wenn ich jetzt die Umkehrfunktion bilde, muss ich dann wohl lösen:

u= [mm] e^x+e^y [/mm]
v= [mm] e^x [/mm] - [mm] e^y [/mm]

wenn ich mich nich verrechnet habe, ist:

x= 1/2 [mm] \* [/mm] ln(u+v) und y = 1/2 [mm] \* [/mm] ln(u-v)

in der Aufgabenstellung steht ja, berechne die lokalen und falls möglich die globalen Umkehrfunktionen. Ist diese ein und dieselbe? wenn die globale Umkehrfunktion existiert ist sie dann gleich der lokalen?

Bezug
                                                                        
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:42 Mo 04.06.2012
Autor: MathePower

Hallo EvelynSnowley2311,

> ah okay,
>  Globale Invertierbarkeit ist ja echt schwer ;/
>  
> zu b) meine Ideen:
>  i) f(x,y) = [mm](e^x+e^y,e^x-e^y)[/mm]
>  
> die Jacobi Matrix sieht so aus:
>  
> [mm]\pmat{ e^x +1 & e^y+1 \\ e^x -1 & - e^y +1 }[/mm] und die
> Determinante ist entsprechend [mm](e^x+1)\*(-e^y+1)[/mm] -
> [mm](e^x-1)\*(e^y+1)[/mm]
>  [mm]=-2\*e^{x+y}[/mm] +2
>  


Du brauchst doch hier nur die Funktionaldeterminante von f.


> also ex die lokale Umkehrfunktion für alle x und y mit der
> Eigenschaft, dass x+y ungleich Null ist, richtig?
>  
>
> wenn ich jetzt die Umkehrfunktion bilde, muss ich dann wohl
> lösen:
>  
> u= [mm]e^x+e^y[/mm]
>  v= [mm]e^x[/mm] - [mm]e^y[/mm]
>  
> wenn ich mich nich verrechnet habe, ist:
>  
> x= 1/2 [mm]\*[/mm] ln(u+v) und y = 1/2 [mm]\*[/mm] ln(u-v)
>


Da hast Du Dich leider verrechnet.

Es muss so sein:

[mm]x= ln(\bruch{u+v}{2}), \ y = ln(\bruch{u-v}{2})[/mm]


> in der Aufgabenstellung steht ja, berechne die lokalen und
> falls möglich die globalen Umkehrfunktionen. Ist diese ein
> und dieselbe? wenn die globale Umkehrfunktion existiert ist
> sie dann gleich der lokalen?


Wenn die lokale Umkehrfunktion auf dem gegebenen Intervall existiert,
dann ist sie gleich der globalen Umkehrfunktion auf diesem Intervall.


Gruss
MathePower

Bezug
                                                                        
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 07:15 Di 05.06.2012
Autor: fred97


> ah okay,
>  Globale Invertierbarkeit ist ja echt schwer ;/
>  
> zu b) meine Ideen:
>  i) f(x,y) = [mm](e^x+e^y,e^x-e^y)[/mm]
>  
> die Jacobi Matrix sieht so aus:
>  
> [mm]\pmat{ e^x +1 & e^y+1 \\ e^x -1 & - e^y +1 }[/mm]


Das ist falsch

FRED

> und die
> Determinante ist entsprechend [mm](e^x+1)\*(-e^y+1)[/mm] -
> [mm](e^x-1)\*(e^y+1)[/mm]
>  [mm]=-2\*e^{x+y}[/mm] +2
>  
> also ex die lokale Umkehrfunktion für alle x und y mit der
> Eigenschaft, dass x+y ungleich Null ist, richtig?
>  
>
> wenn ich jetzt die Umkehrfunktion bilde, muss ich dann wohl
> lösen:
>  
> u= [mm]e^x+e^y[/mm]
>  v= [mm]e^x[/mm] - [mm]e^y[/mm]
>  
> wenn ich mich nich verrechnet habe, ist:
>  
> x= 1/2 [mm]\*[/mm] ln(u+v) und y = 1/2 [mm]\*[/mm] ln(u-v)
>  
> in der Aufgabenstellung steht ja, berechne die lokalen und
> falls möglich die globalen Umkehrfunktionen. Ist diese ein
> und dieselbe? wenn die globale Umkehrfunktion existiert ist
> sie dann gleich der lokalen?


Bezug
                                                                                
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 08:30 Di 05.06.2012
Autor: EvelynSnowley2311


hi

hmm.. Mathepower hat nichts erwänt von wegen, dass meine Matrix falsch ist. Wo ist der Fehler?

Bezug
                                                                                        
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 11:00 Di 05.06.2012
Autor: fred97

Was ist die Ableitung von [mm] e^x+e^y [/mm] nach x ?

Was ist die Ableitung von [mm] e^x+e^y [/mm] nach y ?

Was ist die Ableitung von [mm] e^x-e^y [/mm] nach x ?

Was ist die Ableitung von [mm] e^x-e^y [/mm] nach y ?

FRED

Bezug
                                                                                                
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:34 Di 05.06.2012
Autor: EvelynSnowley2311

whoops^^ ich glaub die 1en müssen wech^^

Bezug
                                                                                                        
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:39 Di 05.06.2012
Autor: EvelynSnowley2311

ma ne blöde Frage die ich ma noch hier reinpacke:

wenn ich [mm] e^{-y} [/mm] habe und ich sag y ist Null. hab ich dann 1 oder -1?

Bezug
                                                                                                                
Bezug
Lokal/ Umkehrfunktion: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:32 Di 05.06.2012
Autor: MathePower

Hallo EvelynSnowley2311,

> ma ne blöde Frage die ich ma noch hier reinpacke:
>  
> wenn ich [mm]e^{-y}[/mm] habe und ich sag y ist Null. hab ich dann 1
> oder -1?


Da die Exponentialfunktion nur positive Werte annehmen kann,
ist "1" die richtige Antwort.


Gruss
MathePower

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