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Criterio de diferenciabilidad

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Che alguien me tira una soga para el teorema de la página 23 de los apuntes de Gabriel Larotonda?

Es:

$$\text{Teorema 2.13. Sea}\f:A\subset \mathhbb{R}^{2}\rightarrow\mathhbb{R}\ \text{con A abierto, y sea}\ P\in{A}.\\ \text{Si las dos derivadas parciales de f existen en un entorno de P, y ambas son continuas alli, entonces f es diferenciable en P.}$$

O sea, entendí la mayor parte de la demo, pero hay un momento que dibuja un par de cosas y no se de donde las saca.

Gracias...

Firma

"What we observe is not nature itself, but nature exposed to our method of questioning..."
Werner Heisenberg
ubuntu-user.php?user=28693

que parte de la demo no entendes?

Firma
$$A\; flight\; of\; fancy\; on\; a\; windswept\; field...\;$$

bueno pongo lo que no entiendo:

Sean \(P=(a,b)\) y \(X=(a+h,b+k)\) dpnde \(h,k\) denotan los incrementos en \(x\) e \(y\) respectivamente, y \(X-P=(h,k)\)

Dada \(f:\mathhbb{R}^{2}\rightarrow\mathbb{R}\), observemos que si las dos derivadas parciales de \(f\) existen en todas partes, entonces por el teorema de Lagrange en una variable, existen \(c\) entre \(a\) y \(a+h\) y \(d\) entre \(b\) y \(b+k\) tales que:

\(f(a+h,b+k)-f(a,b)=f(a+h,b+k)-f(a,b+k)+f(a,b+k)-f(a,b)=\)\(\frac{\partial f}{\partial x}(c,b+k)h+\frac{\partial f}{\partial y}(a,d)k\)

DUDA 1 escribió:

No entiendo bien de donde saca estas derivadas parciales. Osea, entiendo que aplica Lagrange variable por variable. Particularmente lo que no entiendo es de donde salio la que es con respecto a \(y\). Porque viendo en donde esta evaluada esta derivada parcial, pareceria que le aplicó Lagrange a una de las cosas que sumo y restó. Pero entonces que onda el resto?

Volviendo a la ecuación se tiene:

\(f(a+h,b+k)-f(a,b)-\langle \nabla f_{(a,b)},(a+h-a,b+k-b) \rangle=\)\((\frac{\partial f}{\partial x}(c,b+k)-\frac{\partial f}{\partial x}(a,b))h+(\frac{\partial f}{\partial y}(a,d)-\frac{\partial f}{\partial y}(a,b))k\)

DUDA 2 escribió:

Sigo con la misma duda de antes. Entiendo que aca resto a ambos lados de la igualdad el poducto interno. Y de aquí en más entiendo, pero sin saber bien de donde salió la derivada parcial antes mencionada.

bueno te contesto tu duda numero 1)
\($ sea $ f(a+h,b+k) - f(a,b) = f(a+h,b+k) - f(a,b+k) + f(a,b+k) - f(a,b) $ entonces defino $ g(x) = f(x,b+k) $ fijate que $ g(x) $ es una funcion de una variable. luego si existe $ \frac{ \partial f}{\partial x} $ entonces $ g $ es derivable. ahora uso el teorema de lagrange en una varibale para $ g $ en $[a,a+h]$. entonces $ g(a+h) - g(a) = g'(c) h $ con $ c $ entre $ a $ y $a+h$. luego por como esta definida $ g(x)$ se tiene la siguiente igualdad: $ f(a+h,b+k) - f(a,b+k) = \frac{ \partial f}{\partial x} (c,b+k) h $. y ahora nota que si $ h $ tiende a cero entonces $ c $ tiende a $a$. con el mismo razonamiento sale la otra derivada parcial respecto de y.\)

ahora contesto tu duda numero 2)
\($ sale de hacer la siguiente igualdad. este es el limite de diferenciabilidad: $ \frac{ |f(a+h,b+k) - f(a,b)- \frac{ \partial f}{\partial x} (a,b) h - \frac{ \partial f}{\partial y} (a,b) k |}{||(h,k)||} = \frac{| \frac{ \partial f}{\partial x} (c,b+k)h + \frac{ \partial f}{\partial y}(a,d) k - \frac{ \partial f}{\partial x} (a,b) h - \frac{ \partial f}{\partial y} (a,b) k |}{||(h,k)||} = \frac{ |( \frac{ \partial f}{\partial x} (c,b+k) - \frac{ \partial f}{\partial x} (a,b) ) h + ( \frac{ \partial f}{\partial y}(a,d) - \frac{ \partial f}{\partial y} (a,b) ) k |}{ ||(h,k)||} $ y ahora acotas $ h $ y $ k $ por $ ||(h,k)||\)

ivoo escribió:

bueno te contesto tu duda numero 1)
\($ sea $ f(a+h,b+k) - f(a,b) = f(a+h,b+k) - f(a,b+k) + f(a,b+k) - f(a,b) $ entonces defino $ g(x) = f(x,b+k) $ fijate que $ g(x) $ es una funcion de una variable. luego si existe $ \frac{ \partial f}{\partial x} $ entonces $ g $ es derivable. ahora uso el teorema de lagrange en una varibale para $ g $ en $[a,a+h]$. entonces $ g(a+h) - g(a) = g'(c) h $ con $ c $ entre $ a $ y $a+h$. luego por como esta definida $ g(x)$ se tiene la siguiente igualdad: $ f(a+h,b+k) - f(a,b+k) = \frac{ \partial f}{\partial x} (c,b+k) h $. y ahora nota que si $ h $ tiende a cero entonces $ c $ tiende a $a$. con el mismo razonamiento sale la otra derivada parcial respecto de y.\)

Uh buenisimo. Entonces sería:

$$H(y)=f(a,y)$$

y aplico Lagrange en el intervalo \([b,b+k]\)

obteniendo:

\(H(b+k)-H(b)=H'(d)k\) con \(d\) entre \(b\) y \(b+k\)

Buenisimo. Muchas gracias ivo!!

Editado 1 vez.

de nada 😄
te falto multiplicarlo por \(k\) fijate que a mi me quedo \(g'(c) h\)

yup...