approssimazione di exp( i t ) nel semipiano
destroApprossimazione mediante
troncamento di grado cinque della serie esponenziale Σh=0..∞
(i·cx)h/h! .
Se a è nel semipiano superiore, il punto n è
l'approssimante Σh=0..5 (i·cx)h/h!
;
se a invece è nel semipiano inferiore, n è esattamente
exp(i·cx) .
Muovi c in orizzontale ( a turno in entrambi i casi discriminati dalla
posizione di a ) ;
come si vede, l'approssimazione è ottima nel semipiano destro e si perde
"vicino" a -1 .
( notiamo che basta una buona approssimazione nel primo ottante, per via delle
simmetrie goniometriche )
Nella seguente figura si sfrutta
l'approssimazione (1 + z/m)m -> exp(z) per m ->
∞
che conduce alla maggiorazione |exp(z) - (1 + z + z2/2)| ≤
(2/3)(|z|3/(4-|z|)) per |z| < 4 ;
con z = i·cx ( e per -4 < cx < 4 )
ne deriva che k = exp(i·cx) è nel cerchio (chiuso)
di centro n = 1 - cx2/2 + i·cx e di
raggio (2/3)(|cx|3/(4-|cx|))
(situazione visualizzata in figura quando il punto a è nel semipiano superiore).
Per cx = 1 otteniamo una localizzazione approssimata di exp(i) che
gli attribuisce parte reale positiva.
Dal fatto che |u2-v2| = |u-v|·|u+v| ≤ |u-v|·(|u|+|v|)
e dal fatto che
exp(2w)=exp(w)2 segue che :
| exp(2i·cx) - (1 - cx2/2 + i·cx)2|
≤ (2/3)(|cx|3/(4-|cx|))·(1 + |1 - cx2/2
+ i·cx|) .
Portando a nel semipiano inferiore viene visualizzato n = (1 - cx2/2
+ i·cx)2 e il suo intorno chiuso
di raggio (2/3)(|cx|3/(4-|cx|))·(1 + |1 - cx2/2
+ i·cx|), in cui deve cadere k = exp(2i·cx) .
Come vediamo, questa seconda approssimazione migliora la precedente .
Per cx = 1 otteniamo una localizzazione approssimata di exp(2i) che
gli attribuisce parte reale negativa.