Formula di Taylor con Resto di Peano
Enunciato
Sia: f:(a,b)→R derivabile n volte (n\meq1) in x0∈(a,b)
⇒f(x)=∑k=0nk!fk(x0)⋅(x−x0)k+o[(x−x0)n] con x→x0
! Se considero x0,o(x−x0)k è più piccolo e quindi trascurabile. Se invece considero x=x0 allora l'errore è più grande e non riescoa stimare l'errore con precisione.
Dimostrazione
Dimostriamo nel caso in cui n è uguale a 2, quindi la tesi sarà:
f(x)=f(x0)+f′(x0)(x−x0)+2f′′(x0)(x−x0)2+o[(x−x0)2]
Per x→x0 allora:
f(x)−f(x0)−f′(x0)(x−x0)−2f′′(x0)(x−x0)2=o[(x−x0)2]
Per dimostrare che la nostra funzione meno l'approssimano è più piccola dell'errore quindi:
x→x0lim(x−x0)2f(x)−f(x0)−f′(x0)(x−x0)−2f′′(x0)(x−x0)2=0⇐ Hopital ⇒x→x0lim2(x−x0)f′(x)−f′(x0)−f′′(x0)(x−x0)=0
Ora poniamo g(x)=f′(x) derivabile in x0:
⇒g(x)=g(x0)+g′(x0)(x−x0)+o(x−x0), x→x0⇒g(x)−g(x0)−g′(x0)(x−x0)=o(x−x0)
Dove applicando la regola di prima otteniamo:
x→x0lim(x−x0)g(x)−g(x0)−g′(x0)(x−x0)=0⇒x→x0limH=0