Integral6

Beweise

Wer Lust hat, kann sich auch noch ein paar Beweise reinziehen……

Bei diesen Beweisen geht es im wesentlichen immer um Sekanten,
die man auf einen Grenzwert zulaufen läßt (Limes h gegen 0)
Das Ergebnis ist eine Tangente, die die Punktsteigung am Punkt x darstellt.


Drei Ableitungen

Zu Anfangs werden die Ableitungen der
Funktionen f(x)=Konstante, f(x)=x und f(x)=x2 ermittelt.
Da h unter dem Bruchstrich steht, gilt h ungleich 0.


Die Produktregel

Wenn ich zwei Funktionen f(x) und g(x) habe, dann gilt für die Ableleitung:
(f*g)’=g * f’+f * g‘

Beispiel:
f(x)=x2
g(x)=x3
Es folgt: f'(x)= 2x und g'(x)=3x2
Es folgt also:
(f*g)‘ = x3*2x + x2*3x2 = 2x4 + 3x4 = 5x4

Beweis für die Produktregel:
Zunächst die diskrete Betrachtung ohne Grenzwert.
Für die diskrete Betrachtung nehme ich irgendein h.
Weil das h auch unter dem Bruchstrich steht, muß es ungleich 0 sein.
h kann 10, 100 oder zehn Milliarden sein.
Für ausnahmslos alle diese h Werte gilt folgende Gleichung:
(Hinweis: eingeschränkte Definitionsbereiche von g und f lasse ich mal außer acht)


In der Gleichung tritt zu Anfangs die Sekantensteigung der Funktion f*g in Erscheinung.
Zum Schluss haben wir dann die Sekantensteigung der Funktionen f und g in getrennten Quotienten.

Jetzt die Grenzwertbildung:
Wenn man h gegen Null laufen läßt, geht der Zähler und Nenner der Quotienten gegen NULL.
Man bekommt also einen Grenzwert in Richtung 0/0
Man sagt hier „Limes h gegen 0“
Aus Sekanten werden Tangenten.

Es folgt also (f*g)’=g * f’+f * g‘

Damit ist die Produktregel bewiesen.


Faktorenregel

(Konstante*f)’=Konstante*f‘

Beispiel:
aus f(x)=25*x4 folgt: f'(x)=25*4*x3=100*x3

Der Beweis findet über die Produktregel statt.
Die erste Funktion ist die Konstante, das ergibt abgeleitet 0.
Die zweite Funktion ist f, das ergibt abgeleitet f‘.
Also (Konstante*f)’= 0*f + Konstante*f‘ = Konstante *f‘.

Damit ist die Faktorenregel bewiesen.


Weitere Beweise auf der nächsten Seite



Veröffentlicht am 6.1.2023
© 2023 Matthias Heller