Herleitung mit totalem Differential

Aufrufe: 725     Aktiv: 16.06.2020 um 23:36

0

Hallo,

folgendes Problem: Wir sollen unter Verwendung des totalen Differentials folgende Faustregel herleiten: "Bei Addition der Messwerte werden die absoluten Messunsicherheiten addiert." Jedoch weiß ich gerade nicht wie man dies anstellen soll.

 

Diese Frage melden
gefragt

Student, Punkte: 42

 
Kommentar schreiben
2 Antworten
1

Nein, ganz so einfach sind die Dinge nicht. In der Fehlerrechnung werden immer die absoluten Beträge addiert, um den möglichen Fehler immer sicher nach oben abzuschätzen (ansonsten könnten sich Fehler kompensieren!). Also bei Addition oder Subtraktion \(|\Delta z| \le |\Delta x| + |\Delta y| \). beim Produkt z=xy hat man mittel Produktregel: \( |\Delta z| \le |y \Delta x| +|x \Delta  y| \) und wenn man durch z teilt, um den rel. Fehler zu erhalten folgt \(|\Delta z /z| \le |\Delta x/x| +|\Delta y/y| \). Ich hoffe, dass nun alles klarer ist.

Diese Antwort melden
geantwortet

Lehrer/Professor, Punkte: 6.14K

 

Jo, jetzt ist alles klar. Schade dass man nicht beide Antworten akzeptieren kann.   ─   shadow 16.06.2020 um 23:36

Leider scheint diese Antwort Unstimmigkeiten zu enthalten und muss korrigiert werden. Professorrs wurde bereits informiert.
1

Nimm an, dass Deine Meßgröße z=x+y von den 2 Meßwerten x und y bestimmt ist. Dann gilt \( dz =  dx + dy \), da beide partiellen Ableitungen 1 sind. Interpretierst Du nun dx und dy als Meßfehler, so folgt diese Regel.

Wichtig ist, dass Du Dir den Unterschied zwischen "wirklichem Wachstum" einer Funktion und ihrem totalen Differenzial klar machst, denn letzteres stellt das linearisierte wachstum da.

Schau Dir dazu mein Video an.

Diese Antwort melden
geantwortet

Lehrer/Professor, Punkte: 6.14K

Vorgeschlagene Videos
 

Sorry für die späte Antwort. Also ist man in diesem Fall fertig sobald dz = dx + dy rauskommt? Damit stellt sich mir nun allerdings die Frage, was passiert wenn man dies nun auf die folgenden 2 Beispiele ausweitet: „Bei Subtraktion der Messwerte werden die absoluten Messunsicherheiten addiert.“ und: „Bei Multiplikation der Messwerte werden die relativen Messunsicherheiten addiert.“
Hier hätte man dann ja im ersten Fall dz=dx- dy und im 2. Fall dz = ydx + xdy.
Und interessantes Video. :) Den Unterschied zwischen dem wirklichen Wachstum und den totalen differenzial würde ich mir dann so klar machen, dass letzteres immer nur näherungsweise das Wachstum bestimmt, oder ungefähr.
  ─   shadow 16.06.2020 um 22:48

Leider scheint diese Antwort Unstimmigkeiten zu enthalten und muss korrigiert werden. Professorrs wurde bereits informiert.