20 Funzioni analitiche[1N4]

La teoria necessaria per lo svolgimento dei successivi esercizi si può trovare nel Cap. 6 di [ 3 ] o Cap. 8 di [ 23 ] .

E412

[1N5]Prerequisiti:4.

Si verifichi che la funzione \(𝜑:ℝ→ℝ\)

\[ 𝜑(x) = \begin{cases} e^{-1/x} & se ~ x{\gt}0 \\ 0 & se ~ x≤ 0 \end{cases} \]

(vista anche in 4) non è analitica.

Soluzione nascosta: [UNACCESSIBLE UUID ’1N6’]

E412

[1N7] Note:Esercizio 2 del compito Marzo 2010.

Sia \(I⊆ ℝ\) intervallo aperto non vuoto. Sia \(f:I→ℝ\) di classe \(C^∞\) tale che \(∀ x∈ I,∀ k≥ 0\), si ha \(f^{(k)}(x)≥ 0\): si mostri che \(f\) è analitica.

[UNACCESSIBLE UUID ’1N8’]

Soluzione nascosta: [UNACCESSIBLE UUID ’1N9’] Si veda anche l’esercizio 12.

[UNACCESSIBLE UUID ’1NB’] [1NC]Prerequisiti:1.

Sia \(f(x)=\frac 1{1+x^ 2}\), si mostri che è analitica su tutto \(ℝ\), ma il raggio di convergenza dello sviluppo in serie di Taylor centrato in \(x_ 0\) è \(\sqrt{1+x_ 0^ 2}\).

Soluzione nascosta: [UNACCESSIBLE UUID ’1ND’][UNACCESSIBLE UUID ’1NF’]

Studiate similmente anche \(f(x)=\sqrt{x^ 2+1}\) oppure \(f(x)=e^{1/(x^ 2+1)}\). [1NG] Sia \(f:ℝ→ℝ\) una funzione di classe \(C^∞\); sia \(x_ 0∈ ℝ\) e sia

\[ g(x)= ∑_{n=0}^∞\frac{f^{(n)}(x_ 0)}{n!} (x-x_ 0)^ n \]

la serie di Taylor; supponiamo che \(g\) abbia raggio di convergenza \(R{\gt}0\): dunque \(g:J→ℝ\) è un funzione ben definita, dove \(J=(x_ 0-R,x_ 0+R)\). Può succedere che \(f(x)≠ g(x)\) per un punto \(x∈ J\)?

E se \(f\) è analitica? 1

Soluzione nascosta: [UNACCESSIBLE UUID ’1NH’] [1NJ]Sia \(I⊆ ℝ\) intervallo aperto non vuoto. Sia \(f:I→ ℝ\) di classe \(C^∞\). Sia

\[ b_ n=\sup _{x∈ I}|f^{(n)}(x)|=\| f^{(n)}\| _∞\quad ; \]

se 

\[ \limsup _{n→∞} \frac 1 n \sqrt[n]{b_ n} {\lt}∞ \]

allora \(f\) è analitica.

Mostrate con un semplice esempio che la richiesta non è necessaria.

Soluzione nascosta: [UNACCESSIBLE UUID ’1NK’][UNACCESSIBLE UUID ’1NM’] [1NN]Note:Esercizio 1 Compito 30 Giugno 2017.

Sia \(f\) una funzione continua sull’intervallo \([0, 1]\). Si dimostri che la funzione

\[ F (t) =∫_ 0^ 1 f (x)e^{tx} \, {\mathbb {d}}x \]

è analitica su \(ℝ\).

Soluzione nascosta: [UNACCESSIBLE UUID ’1NP’] [1NQ] Sia \(I=(0,1)\), si trovi un esempio di una funzione analitica \(f:I→ℝ\) non identicamente zero, ma tale che \(A=\{ x∈ I:f(x)=0\} \) abbia un punto di accumulazione in \(ℝ\). Si confronti questo esempio con la Prop. 6.8.4 negli appunti [ 3 ] ; e con l’esempio 8.

Soluzione nascosta: [UNACCESSIBLE UUID ’1NR’]

[UNACCESSIBLE UUID ’1NS’]

  1. Per “analitica” intendiamo: fissato \(x_ 0\) esiste una serie \(h(x)=∑_{n=0}^∞ a_ n (x-x_ 0)^ n\) con raggio di convergenza non nullo tale che \(f=h\) in un intorno aperto di \(x_ 0\) (intorno contenuto nel disco di convergenza) .