Dubbio su radice

AnalisiZero
Ciao,

Se ho questo:
$(sqrt(x^2-1))^2$
Devo mettere o no il valore assoluto?

Grazie.

Risposte
axpgn
Cosa devi fare?

AnalisiZero
Questa derivata:

$(2x)/(2sqrt(x^2-1))$
Non se vederla come prodotto, come quoziente, o ancora razionalizzare..

Grazie

axpgn
Qual è la consegna esatta? Scrivi per bene sia la funzione che la sua derivata ...

AnalisiZero
È un studio di funzione.
La funzione è:
$f(x)=sqrt(x^2-1)$
La sua derivata calcolata da me è :
$f'(x)=(2x)/(2sqrt(x^2-1))$.
La derivata seconda è quella che mi sta dando problemi, non riesco a calcolarla :?

axpgn
Confusionario come al solito ... Mostraci la tua derivata seconda ...

AnalisiZero
Io ho fatto la derivata come derivata di un quoziente. $f''(x)=(4sqrt(x^2-1)-(2x)/(sqrt(x^2-1)))/(4|x^2-1|)$

axpgn
Infatti è un quoziente e quindi devi fare la derivata di un quoziente solo che è sbagliata (cosa c'entri poi il valore assoluto lo sai solo tu ...)

Se hai $f(x)=(g(x))/(h(x))$ tu sai che $f'(x)=(g'(x)h(x)-g(x)h'(x))/(h(x))^2$ quindi una strada è quella di definire $g(x)$ e $h(x)$, poi calcolare $g'(x)$ e $h'(x)$ e poi "rimettere" insieme il tutto ...

AnalisiZero
Al denominatore devo fare il quadrato, cioè:
$(2sqrt(x^2-1))^2$

Perché non devo mettere il valore assoluto? Non è come fare $sqrt(x^2)$? Perché devo semplificare $sqrt((x^2-1)^2)$.

axpgn
Non è solo quello ... inoltre non capisco perché devi mettere il valore assoluto, non stai "tirando fuori" qualcosa da un radice quadrata (in tal caso devi fare attenzione) ma stai elevando al quadrato come richiesto dalla "formula" quindi ...

anto_zoolander
Ricordati che $(sqrtx)^2$ e $sqrt(x^2)$ sono due funzioni diverse

Date $f(x)=x^2$ e $g(x)=sqrt(x)$
$(fcircg)(x)=(sqrtx)^2$ e $(gcircf)(x)=sqrt(x^2)$

Cosa cambia? $f:RR->RR^(+)$ e $g:RR^(+)->RR^+$
Quindi per comporle vanno fatte alcune considerazioni.

AnalisiZero
Ciò significa che quando il quadrato è fuori dalla radice non ci vuole il valore assoluto, mentre se è dentro si. Ho capito bene?

axpgn
Non c'entra ... il problema è che non hai capito il perché in certi casi si sostituisce una certa espressione con un'altra equivalente ... in questo caso la "formula" per il calcolo della derivata del quoziente di due funzioni prevede che il denominatore debba essere elevato alla seconda, indipendentemente dal fatto che tale denominatore sia positivo o negativo (il risultato sarebbe comunque lo stesso ...)
Evita di adottare ragionamenti "semplicistici" come quello che hai appena scritto e concentrati sul capire il "perché" delle cose

AnalisiZero
Quindi non devo mettere il valore assoluto perché il radicando deve essere positivo perché esista la derivata prima?

anto_zoolander
Per capirci, ti faccio una domanda.

È vero che $log(x^2)=2log(x),forall x inRR$?

$•$ si: perché?
$•$ no: perché?

AnalisiZero
Si, potrei dimostrarlo così:

$2lnx=lnx+lnx=ln(x*x)=ln(x^2)$

C'entra con la radice?

anto_zoolander
Questo dimostra che devi studiarti da capo analisi :-D

La domanda era più sottile e non mirava a una verifica algebrica.

AnalisiZero
Perché non ho detto che il logaritmo è definito solo per $x>0$?
Non arrivo al punto.

anto_zoolander
La funzione $f(x)=log(x^2)$ è una funzione ben definita su tutto $RRsetminus{0}$ mentre $g(x)=2log(x)$ è definita soltanto su $RR^+$

Di fatto quella uguaglianza è valida per tutti i reali positivi.
È simile alla questione da te posta. Le quantità

$sqrt(f(x))^2$ e $sqrt(f(x)^2)$ coincidono soltanto dove $f(x)geq0$ e non in generale.
La mia critica è volta al ‘ci devo mettere il valore assoluto?’, perché non è una cosa così scontata.

Le funzioni $sqrt(f(x)^2)$ e $|f(x)|$ coincidono ovunque $f$ sia definita, ma sono concetti molto importanti dell’analisi che sono fondamentali per la manipolazione algebrica delle funzioni.

Ti invito caldamente ad andare a studiare come si manipolano le funzioni.

Andando al tuo esempio: la funzione $(sqrt(x^2-1))^2$ è composizione delle funzioni

$f_1(x)=x^2-1$
$f_2(x)=sqrt(x)$
$f_3(x)=x^2$

In questo ordine $f_3circf_2circf_1$
Per comporre $f_2$ con $f_1$ si deve avere $im(f_1)subseteqdom(f_2)$ e per comporre $f_2circf_1$ con $f_3$ si deve avere $im(f_2circf_1)subseteqdom(f_3)$

dalla prima condizione deve essere $x^2-1geq0$ e si avrà $(f_2circf_1)(x)=sqrt(x^2-1)$
Infine si nota subito che già si ottiene che $im(f_2circf_1)subseteqdom(f_3)$

questo ti dice che $h:=(f_3circf_2circf_1):RRsetminus(-1,1)->RR^+$

$x^2-1=(sqrt(x^2-1))^2,forall x inRRsetminus(-1,1)$

AnalisiZero
Credo di aver capito a cosa ti stai riferendo.
"Due funzioni sono uguali per definizione se hanno la stessa "regola", lo stesso dominio e codominio".
Però ho capito tutta la spiegazione tranne l'ultima riga.
$x^2-1: RR to RR$
Mentre,
$(sqrt(x^2-1))^2: RR\\(-1,1) to RR^+$. :?

anto_zoolander
Scusa ho sbagliato, erroneamente scrivevo $x^2-1$ ma nella mia testa c’era $x^2-2$ :-D

Andiamo di brute force: quando prendi $x^2-1$ gli applichi prima la radice e poi il quadrato. Quindi prima di poter applicare il quadrato, la radice deve esistere! Ovvero il radicando deve essere positivo.

Comunque quella condizione per l’uguaglianza di funzioni si può formulare più rigorosamente chiedendo che due funzioni coincidono se hanno lo stesso grafico, oppure: dominio, codominio e immagine.

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