Funzione che è una sol eq differenziale

Giova411
Premesso che ancora il mio libro non ha trattato le equazioni differeziali (e ancora non le so fare)
mi chiede di:

Mostrare che la funzione
$f(x) = sum_(n=0)^(oo) ((-1)^n x^(2n))/ ((2n)!)$

è una soluzione dell'equazione differenziale:
$f^('') (x) + f(x) = 0$

L'argomento trattato sono le serie di potenze ma mi chiede l'esercizio senza mostrarmi un esempio.

Risposte
_nicola de rosa
"Giova411":
Premesso che ancora il mio libro non ha trattato le equazioni differeziali (e ancora non le so fare)
mi chiede di:

Mostrare che la funzione
$f(x) = sum_(n=0)^(oo) ((-1)^n x^(2n))/ ((2n)!)$

è una soluzione dell'equazione differenziale:
$f^('') (x) + f(x) = 0$

L'argomento trattato sono le serie di potenze ma mi chiede l'esercizio senza mostrarmi un esempio.

$f(x) = sum_(n=0)^(oo) ((-1)^n x^(2n))/ ((2n)!)$ è lo sviluppo in serie di taylor della funzione $cosx$ per cui
$f(x) = sum_(n=0)^(oo) ((-1)^n x^(2n))/ ((2n)!)=cosx$
Ora $f'(x)=-sinx,f''(x)=-cosx$ per cui $f''(x)+f(x)=-cosx+cosx=0$ q.e.d

fireball1
Si ha $sum_(n=0)^(oo) ((-1)^n x^(2n))/((2n)!) = cosx
per ogni $x in RR$, per cui basta verificare
che $cosx$ soddisfa l'equazione $f''(x)+f(x)=0$,
e si vede immediatamente che la soddisfa.

Giova411
Grazie ragazzi!
Ma mi sapete dire perché il mio libro mi chiede ora quest'esercizio (sono alle serie di potenze) quando ancora Taylor non l'ha fatto?
Che scopo ha? Forse si deve provare a risolverlo che le serie di potenze, o, lo escludete a priori?

Ancora grazie

_nicola de rosa
"Giova411":
Grazie ragazzi!
Ma mi sapete dire perché il mio libro mi chiede ora quest'esercizio (sono alle serie di potenze) quando ancora Taylor non l'ha fatto?
Che scopo ha? Forse si deve provare a risolverlo che le serie di potenze, o, lo escludete a priori?

Ancora grazie

allora non avendo fatto taylor ,puoi derivare due volte la funzione che hai e verificare il tutto.

Giova411
e la derivata di $(2n)!$ che cos'é $2!$?

_luca.barletta
la derivata è rispetto a x

_nicola de rosa
"Giova411":
e la derivata di $(2n)!$ che cos'é $2!$?

la derivata è rispetto ad $x$ cioè
$f'(x)=sum_(n=0)^(oo) 2n*((-1)^n x^(2n-1))/((2n)!),f''(x)=sum_(n=0)^(oo) (2n*(2n-1))((-1)^n x^(2n-2))/((2n)!)$
Ora $(2n(2n-1))/((2n)!)=1/((2n-2)!$ per cui
$f''(x)=sum_(n=0)^(oo) ((-1)^n x^(2n-2))/((2n-2)!)$ da cui...

Giova411
Ma prima come avete fatto a dire che corrispondeva al $cos x$. Con Taylor ok, ma bisogna saperle a memoria queste corrispondenze?

_nicola de rosa
"luca.barletta":
la derivata è rispetto a x

luca stavolta mi hai anticipato del femto secondo

_nicola de rosa
"Giova411":
Ma prima come avete fatto a dire che corrispondeva al $cos x$. Con Taylor ok, ma bisogna saperle a memoria queste corrispondenze?

almeno quelle più importanti si dovrebbero ricordare

_luca.barletta
@ nicola
l'indice dell'ultima sommatoria che hai scritto non può partire da 0

Giova411
"nicola de rosa":
[quote="Giova411"]e la derivata di $(2n)!$ che cos'é $2!$?

la derivata è rispetto ad $x$ cioè
$f'(x)=sum_(n=0)^(oo) 2n*((-1)^n x^(2n-1))/((2n)!),f''(x)=sum_(n=0)^(oo) (2n*(2n-1))((-1)^n x^(2n-2))/((2n)!)$
Ora $(2n(2n-1))/((2n)!)=1/((2n-2)!$ per cui
$f''(x)=sum_(n=0)^(oo) ((-1)^n x^(2n-2))/((2n-2)!)$ da cui...[/quote]

:prayer:
chiarissimo, capito!

Ultimissima cosa (giuro!):
n però cosa rappresenta? Una costante no perché sarebbe 0 la derivata. Che é?

_nicola de rosa
"luca.barletta":
@ nicola
l'indice dell'ultima sommatoria che hai scritto non può partire da 0

certo, scusa luca ho scritto una cretinata, parte da $n=1$ cioè
$f''(x)=sum_(n=1)^(oo) ((-1)^n x^(2n-2))/((2n-2)!)=-sum_(m=0)^(oo) ((-1)^m x^(2m))/((2m)!)$ con la sostituzione $m=n-1$

Giova411
Quindi questa eq differenziale mi dice che è giusto se:

la deriva seconda + funzione = 0

capito!
Professori carissimi,
siete velocissimi e bravissimi + molte altre parole come "issimi" alla fine.
GraZIE

_luca.barletta
p.s. non voglio rubare il titolo di prof, io prof non sono :wink:

Giova411
$(2n(2n-1))/((2n)!)=1/((2n-2)!$ Posso star qui pure 1 anno ma questo passaggio non lo capisco, pure ieri c'erano sti cavoli di fattoriali che mi mandano ancora + in TILT di quanto non sia già di mio.

:rolleyes:

_luca.barletta
basta che espandi fino a (2n-2) il fattoriale del denominatore

Giova411
"luca.barletta":
p.s. non voglio rubare il titolo di prof, io prof non sono :wink:


Beh in codesto FORUM siete in 2 o 3 e, secondo me, ne sapete quanto un prof. (LECCATA DI ... )

:-D

Giova411
cioé:
$2n*2(n-1)*...*2$ ??? E poi semplifico...

Non mi sento a mio agio con sti fattoriali, mentre col resto della matematica... :-D :-D :-D :-D :-D

_luca.barletta
$(2n(2n-1))/((2n)!)=(2n(2n-1))/((2n)(2n-1)(2n-2)!)=1/((2n-2)!$

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