Approssimazione di f[(x+dx)^2]

spidersim
Salve a tutti!
A lezione il prof ha approssimato
$ f[(x+dx)^2]=f[x^2+2x(dx)+(dx)^2] $ (con $ dx $ differenziale di x)
con
$ f(x^2)+(df)/dx^2 2x(dx)+(ORDINISUPERIORI) $ .
Non ha dato spiegazioni dal momento che non tiene un corso di analisi, ma di meccanica quantistica.
Sapreste dirmi da dove sbuca l'approssimazione? e senza approssimare cosa verrebbe?
Credo che in qualche modo ci sia un legame con un rapporto incrementale fatto ad hoc,
ma non sono riuscito ad elaborare una dimostrazione convincente.
Grazie

Risposte
Whisky84
Le approssimazioni chiamano Taylor :D

Sia $f(x)$ una funzione bella a piacere (cioè continua dove ci serve, derivabile dove ci serve e quante volte ci serve).
Consideriamo la funzione composta:
$g(x) = f(x^2)$,

e sviluppiamola in serie di Taylor intorno a un certo punto $x_0$:
$g(x) = \sum_{k=0}^{\infty} \frac{dg(x_0)} {dx} \frac{(x-x_0)^k}{k!} = g(x_0) + \frac{dg(x_0)}{dx}(x-x_0) + o((x-x_0)^2)$.

Derivando $g(x)$ otteniamo:
$ \frac{dg(x)}{dx} =\frac{d}{dx}f(x^2) = 2x\frac{df(x)}{dx}$,

e sostituendo nella precedente:
$ g(x) = g(x_0) + 2x\frac{df(x)}{dx}(x-x_0)+o((x-x_0)^2) $
che è praticamente la formula del tuo prof :D

spidersim
Grande, funziona!! :D
Grazie mille!! :)

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