Funzione esponenziale: differenze tra le versioni

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:<math>\exp(x) \equiv e^x = \sum_{n = 0}^{\infty} {x^n \over n!} = 1 + x + {x^2 \over 2!} + {x^3 \over 3!} + {x^4 \over 4!} + \cdots, </math>
 
detta [[''serie esponenziale]]''. La definizione risulta ben posta poiché la [[serie di potenze]] [[serie#Convergenza assoluta|converge in modo assoluto]] per ogni <math>x</math> (sia reale che complesso). Inoltre, la serie converge [[convergenza uniforme|uniformemente]] su ogni [[insieme limitato|sottoinsieme limitato]] del campo complesso e di conseguenza la funzione <math>\exp(x)</math> è [[funzione olomorfa intera|differenziabile in senso complesso in ogni punto del piano complesso]].
 
In modo diverso, ma del tutto equivalente, si può definire la funzione esponenziale come il [[limite di una successione|limite della successione]]
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Sia:
 
:<math>u_n (t) = e^{int} \ </math>
 
e sia:
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Nell'ambito delle algebre di Banach non commutative, come le algebre di matrici o operatori nello [[spazio di Banach]] o nello [[spazio di Hilbert]], la funzione esponenziale è spesso considerata come una funzione di argomento reale:
: <math>f(t) = \mathrm e^{t A}, \ </math>
dove ''<math>A''</math> è un elemento dell'algebra fissato e ''<math>t''</math> è un qualsiasi numero reale. Questa funzione possiede alcune importanti proprietà:
 
: <math>f(s + t) = f(s) f(t) \qquad f(0) = 1 \qquad f'(t) = A f(t). \ </math>
 
===Esempio di calcolo===
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== Algebra di Lie ==
La mappa esponenziale che manda un'[[algebra di Lie]] nel [[gruppo di Lie]] che dà origine ad essa possiede le proprietà dette sopra, e ciò giustifica la terminologia. Infatti, poiché '''<math>\R'''</math> è l'algebra di Lie del gruppo di Lie di tutti i numeri reali positivi con la somma, l'ordinaria funzione esponenziale di argomenti reali è un caso speciale della situazione dell'algebra di Lie. Analogamente, poiché l'algebra di Lie <math>M(''n'', '''\R''')</math> di tutte le matrici quadrate appartiene al gruppo di Lie di tutte le matrici quadrate invertibili, la funzione esponenziale per le matrici quadrate è un caso speciale dell'algebra di Lie [[mappa esponenziale]].
 
== Doppia funzione esponenziale ==
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==Esempi==
=== Esempio fisico di funzione esponenziale ===
Un esempio semplice è quello di un oggetto lanciato ad una velocità ''v<submath>0v_0</submath>'' in un mezzo viscoso. Se supponiamo che la resistenza posta dal mezzo all'avanzamento dell'oggetto sia proporzionale alla velocità ''<math>v''</math> di quest'ultimo:
 
:<math>F=-kv \, </math>
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:<math>ma = -k v, </math>
 
ovvero:
 
:<math>m \frac{dv}{dt} = -k v.</math>
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</math>
 
Questa espressione converge rapidamente se ''<math>x''</math> è minore di 1.
 
In caso contrario, è possibile utilizzare la seguente identità:
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</math>
 
dove ''<math>z''</math> = int(''x''),è la [[parte intera]] di <math>x</math>, <math>f = ''x'' - ''z''</math> e di conseguenza ''<math>z''</math> è un numero intero e ''<math>f''</math> è un numero reale minore di 1.
 
==Note==
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== Voci correlate ==
*[[FunzioniCrescita iperbolicheesponenziale]]
*[[Decadimento esponenziale]]
*[[e (costante matematica)]]
*[[Funzione iperbolica]]
*[[Logaritmo naturale]]
*[[Matrice esponenziale]]
*[[Serie esponenzialedi Fourier]]
 
*[[CrescitaTrasformata esponenzialedi Fourier]]
*[[Decadimento esponenziale]]
*[[Serie esponenziale]]
 
== Altri progetti ==