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Forum "Reelle Analysis mehrerer Veränderlichen" - kritische Punkte/Hessematrix
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kritische Punkte/Hessematrix: Frage (überfällig)
Status: (Frage) überfällig Status 
Datum: 13:49 Mo 07.06.2010
Autor: theghostdog

Aufgabe
Die Funktion [mm] $f(x,y)=e^{x^2+y^2}-4x^2-4y^2, [/mm] (x,y) [mm] \in \IR$ [/mm] sei vorgelegt.
a) Bestimmen Sie die Menge K der kritischen Punkte von f.
b) Berechen Sie die Determinante der Hess-Matrix H, für alle Punkte (x,y) [mm] \in [/mm] K. Wo liegt sicher ein Extremum von f vor und welcher Art ist dieses?

Hallo zusammen,

diese Aufgabe bereitet mir etwas Kopfschmerzen.

Ich habe:

[mm] $f_x [/mm] = [mm] 2xe^{x^2+y^2}-8x$ [/mm]
[mm] $f_y [/mm] = [mm] 2ye^{x^2+y^2}-8y$ [/mm]

[mm] $f_{xx}=4x^2e^{x^2+y^2}+2e^{x^2+y^2}-8 [/mm] = [mm] (4x^2+2)e^{x^2+y^2}-8$ [/mm]
[mm] $f_{yy}=4y^2e^{x^2+y^2}+2e^{x^2+y^2}-8 [/mm] = [mm] (4y^2+2)e^{x^2+y^2}-8$ [/mm]

wenn ich nun rechne: [mm] $f_x [/mm] = 0$ komme ich auf: $ln 4 = [mm] x^2 [/mm] + [mm] y^2$ [/mm] (für [mm] f_y [/mm] analog). Also ist doch die Menge K alle Punkte, die innerhalb des Kreises um den Punkt (0,0) mit Abstand ln 4, inklusive des Randes liegen?

zu b)

Hier habe ich die Hessematrix aufgestellt:
[mm] \pmat{f_{xx} & f_{xy}\\ f_{xy} & f_{yy}} [/mm]

und komme auch die Determinante D:
$D= [mm] (4x^2+2)(4y^2+2)e^{2x^2+2y^2}+(-32y^2-16)e^{x^2+y^2}+64-16x^2y^2e^{2x^2+2y^2}$ [/mm]

Nun kann ich Punkte aus K raten, aber dies ist ja wohl nicht das Ziel der Aufgabe. Jemand einen Tip für mich? Danke.

        
Bezug
kritische Punkte/Hessematrix: zu Aufgabe a.)
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:58 Mo 07.06.2010
Autor: Roadrunner

Hallo theghostdog!


Eine Bitte vorneweg: schreibe längere Exponenten in geschweifte Klammern.



> Ich habe:
>  
> [mm]f_x = 2xe^{x^2+y^2}-8x[/mm]

[ok]


> [mm]f_y = 2ye^{x^2+y^2}-8y[/mm]

[notok] Vorzeichen beim letzten Term überprüfen!



> [mm]f_{xx}=4x^2e^{x^2+y^2}+2e^{x^2+y^2}-8 = (4x^2+2)e^{x^2+y^2}-8[/mm]

[ok]

  

> [mm]f_{yy}=4y^2e^{x^2+y^2}+2e^{x^2+y^2}-8 = (4y^2+2)e^{x^2+y^2}-8[/mm]

[notok] Siehe oben!

  

> wenn ich nun rechne: [mm]f_x = 0[/mm] komme ich auf: [mm]ln 4 = x^2 + y^2[/mm]
> (für [mm]f_y[/mm] analog).

Beachte Fehler ganz oben.

Aber hier fehlen noch Werte. Was ist z.B. für $x \ = \ y \ = \ 0$ ?


> Also ist doch die Menge K alle Punkte, die innerhalb des Kreises
> um den Punkt (0,0) mit Abstand ln4, inklusive des Randes liegen?

[notok] Wie kommst Du auf alle Punkte innerhalb des Kreises?
Durch das Gleichheitszeichen sind es nur die Randpunkte.


Gruß vom
Roadrunner


Bezug
                
Bezug
kritische Punkte/Hessematrix: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:53 Mo 07.06.2010
Autor: theghostdog

Hallo,

ich hatte oben ein Vorzeichenfehler in f: es muss [mm] $-4y^2$ [/mm] heißen. Damit sollte meine Ableitung stimmen. Also nur der Rand? Mh, ok. Muß ich nochmal überlegen.

Bezug
        
Bezug
kritische Punkte/Hessematrix: Fälligkeit abgelaufen
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 14:20 Fr 11.06.2010
Autor: matux

$MATUXTEXT(ueberfaellige_frage)
Bezug
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