heet differentieerbaar in wanneer er een (continue) lineaire afbeelding bestaat met
De afbeelding , de differentiaal van in , is uniek; haar matrix in de canonieke basissen is de jacobimatrix . Differentieerbaarheid impliceert continuïteit en het bestaan van alle richtingsafgeleiden ; het omgekeerde faalt (Oefening 15.2). Voor is : de gradiënt uit bachelorjaar 1, nu begrepen als de vector die de differentiaal voorstelt.
Voorbeelden
Voorbeeld 15.4 (Radiale functies, eens en voor altijd)
Zij op en met een -functie van één veranderlijke. Eerst is differentieerbaar buiten : uit volgt
de radiale eenheidsvector (differentieer en deel — of pas de kettingregel toe op ). Vervolgens geeft de kettingregel voor elke radiale functie
Uitgewerkt geval: levert op, het omgekeerd-kwadratische veld van de zwaartekracht en de elektrostatica — radiaal van richting, met grootte . Het inzicht om te onthouden: gradiënten van radiale functies zijn radiaal omdat de niveauverzamelingen bollen zijn en de gradiënt loodrecht op de niveauverzamelingen staat; in daarentegen is niet differentieerbaar (geen enkele kandidaat-lineaire afbeelding past bij uit alle richtingen) — gladde radiale profielen hebben nodig om de oorsprong sierlijk te passeren.
Voorbeeld 15.6 (Een lipschitzconstante uit de middelwaardeongelijkheid)
Is lipschitz op , en met welke constante? Haar gradiënt is , met kwadratische norm
(begrens en afzonderlijk door ), dus overal, en Stelling 15.5 op het segment tussen twee willekeurige punten geeft
is -lipschitz, en de constante is scherp (nabij de oorsprong heeft helling ). Het inzicht om te onthouden: de middelwaardeongelijkheid zet een puntsgewijze grens op de differentiaal om in een globale continuïteitsmodulus — de standaardweg naar lipschitzschattingen in elke dimensie, en de motor in Oefening 15.12.