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Le spiegazioni

Le regole della matematica spiegate in modo semplice, con pochi esempi, dalle prime operazioni alla matematica avanzata. Non ricordi che cosa vuol dire un simbolo? Guarda l’elenco dei simboli e delle abbreviazioni.

1Contare e calcolare

2Numeri, frazioni e figure

3Algebra, funzioni e geometria analitica

4Matematica avanzata

Hai un esercizio da risolvere? Te lo svolgo passo passo.

Oppure prova con

Analisi

Il polinomio di Taylor

Il polinomio di Taylor sostituisce una funzione complicata, come ex o sin(x), con un polinomio che le somiglia moltissimo vicino a un punto. I polinomi si calcolano con somme e prodotti: è così che le calcolatrici trovano i valori di seno, esponenziale e logaritmo.

L’idea

La retta tangente è il polinomio di grado 1 più vicino alla funzione in un punto: ha lo stesso valore e la stessa derivata. Il polinomio di grado 2 ha in più la stessa derivata seconda, quello di grado 3 la stessa derivata terza, e così via.

Più il grado (l’ordine) è alto, più il polinomio resta vicino alla funzione allontanandosi dal punto.

eˣ ordine 1, 2, 3

La formula

Il coefficiente del termine di grado k è la derivata k-esima della funzione nel punto, divisa per k!. Intorno a x = 0 (si dice anche polinomio di Mac Laurin) il polinomio di ordine 3 di ex è, visto che tutte le derivate di ex in 0 valgono 1:

Esempio1 + x + x22 + x362! = 2 e 3! = 6

Gli sviluppi da ricordare

Intorno a x = 0:

funzionepolinomio di Taylor
ex1 + x + x22 + x36
sin(x)x − x36 + x5120
cos(x)1 − x22 + x424
ln(1 + x)x − x22 + x33
11 − x1 + x + x2 + x3

Il resto e a che cosa serve

La differenza fra la funzione e il polinomio si chiama resto. Vicino al punto è molto più piccolo dell’ultima potenza usata: si scrive o(x3), “o piccolo di x3”.

Per questo gli sviluppi risolvono i limiti difficili: sin(x) − x si comporta come −x36 vicino a 0, quindi sin(x) − xx3 tende a −16.

Calcolare e con un polinomio

  1. 1 + 1 + 12 + 16il polinomio di ordine 3 di ex in x = 1
  2. 83circa 2,667: il valore vero di e è 2,718…; con più termini ci si avvicina sempre di più

Attenzione

  • Il polinomio di Taylor approssima bene solo vicino al punto scelto: lontano può essere molto diverso dalla funzione.
  • Non dimenticare di dividere per il fattoriale: il termine di grado 3 ha 3! = 6 al denominatore.
  • Lo sviluppo di sin(x) ha solo potenze dispari, quello di cos(x) solo potenze pari.

Allenati

Un esercizio nuovo ogni volta: scrivi la risposta e controlla se è giusta. Si parte dal livello Base; con tre risposte giuste di fila si passa a quello successivo. Il livello lo puoi anche scegliere tu.

Carico l’esercizio…

Prova tu

Tocca un esercizio: lo svolgo passo passo. Prima prova a farlo a mente con le proprietà, poi confronta.

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