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Funzione segno

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funzione segno
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funzione segno

In matematica e in informatica, la funzione segno è una funzione logica che estrae il segno di un numero reale. Per evitare confusioni con la funzione seno, questa funzione è spesso chiamata funzione signum. La funzione segno è spesso rappresentata con sgn, e può essere definita come segue:

\sgn x = \left\{ \begin{matrix}  -1 & : &  x < 0 \\ 0 & : &  x = 0 \\ 1 & : &  x > 0 \end{matrix} \right.

o usando la notazione di Iverson:

\ \sgn x = -[x < 0] + [x > 0]

Ogni numero reale può venire espresso come prodotto del suo valore assoluto e della sua funzione segno:

x = ( \sgn x ) |x|. \qquad \qquad (1)

Dall'equazione (1) segue che per x\neq0 si ha

\sgn x = {x \over |x|} \qquad \qquad (2)

La funzione segno è la derivata della funzione valore assoluto (a meno della singolarità in 0):

{d |x| \over dx} =  {x \over |x|}.

La funzione segno è differenziabile con derivata 0 ovunque eccetto in 0. Non è differenziabile in 0 nel senso ordinario, ma sotto una nozione generalizzata di differenziabilità (cf. distribuzione) possiamo dire che la derivata della funzione segno è il doppio della delta di Dirac:

{d\,\sgn x \over dx} = 2 \delta (x).

La funzione segno ha a che fare con la funzione gradino di Heaviside h1/2(x):

\sgn x = 2 h_{1/2}(x) - 1, \,

dove il podice 1/2 della funzione gradino significa h1/2(0) = 1/2

La funzione segno può essere generalizzata ai numeri complessi come

\sgn z = \frac z{|z|}

per ogni z\in\mathbb{C}\setminus\{0\}.

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