2 Fragen zu Differenzierbar

Ein Knick in einer Funktion bedeutet, dass die Funktion an dieser Stelle nicht differenzierbar ist. Ein Knick tritt auf, wenn die Ableitung der Funktion an dieser Stelle nicht existiert oder nicht eindeutig ist. Stetigkeit bedeutet, dass die Funktion an dieser Stelle keine Sprünge macht, also dass der Funktionswert von beiden Seiten gegen denselben Wert strebt. Ein Knick kann also in einer stetigen Funktion vorkommen, aber an der Stelle des Knicks ist die Funktion nicht differenzierbar.

Die Funktion \( f(x) \) ist definiert als: \[ f(x) = \begin{cases} 1 & \text{für } x < 0 \\ x^ & \text{ } x \geq 0 \end{cases} \] Um zu überprüfen, ob \( f(x) \) an der Stelle \( x_0 = 0 \) differenzierbar ist, müssen wir die Definition der Differenzierbarkeit betrachten. Eine Funktion ist an einer Stelle differenzierbar, wenn der Grenzwert des Differenzenquotienten existiert: \[ f'(0) = \lim_{h \to 0} \frac{f(h) - f(0)}{h} \] Zuerst berechnen wir \( f(0) \): \[ f(0) = 0^2 = 0 \] Nun betrachten wir den Grenzwert des Differenzenquotienten für \( h \) von beiden Seiten: 1. **Für \( h \to 0^+ \) (von rechts)**: Hier ist \( h \geq 0 \), also gilt \( f(h) = h^2 \). \[ \lim_{h \to 0^+} \frac{f(h) - f(0)}{h} = \lim_{h \to 0^+} \frac{h2 - 0}{h} = \lim_{h \to0^+} h = 0 ] 2. **Für \( h \to 0^- \) (von links)**: Hier ist \( h < 0 \), also gilt \( f(h) = 1 \). \[ \lim_{h \to 0^-} \frac{f(h) - f(0)}{h} = \lim_{h \to 0^-} \frac{1 - 0}{h} = \lim_{h \to 0^-} \frac{1}{h} \] Dieser Grenzwert geht gegen \( -\infty \), da \( h \) negativ ist und sich \( h \) der Null nähert. Da die beiden einseitigen Grenzwerte unterschiedlich sind (der Grenzwert von rechts ist 0 und der von links ist \( -\infty \)), existiert der Grenzwert des Differenzenquotienten nicht. Daher ist die Funktion \( f(x) \) an der Stelle \( x_0 = 0 \) nicht differenzierbar.