, 1 min read
Die Formel von Faà di Bruno
Original post is here eklausmeier.goip.de/blog/2024/02-09-formel-von-faa-di-bruno.
Die Formel von Faà di Bruno, Faà di Bruno, Francesco (1825--1888), verallgemeinert die Kettenregel auf die Form für beliebig hohe Ableitungen.
1. Satz: Formel von Faà di Bruno Es hänge $w$ von $u$ ab, $u$ ist hierbei Funktion von $x$. Es sei $D_x^k u$ die $k$-te Ableitung von $u$ nach $x$. Dann gilt
Beweis: Siehe Knuth, Donald Ervin (*1938), The Art of Computer Programming, Volume 1 -- Fundamental Algorithms, Addison-Wesley Publishing Company, Reading (Massachusetts) Menlo Park (California) London Sydney Manila, 1972, second printing, xxi+634 S. Siehe McEliece im o.a. Buch von Knuth, McEliece, Robert James. Bezeichnet $c(n,j,k_1,k_2,\ldots)$ den Bruchterm, so rechnet man durch Differenzieren
Hierbei ist es von Vorteil unendlich viele $k_i$ anzunehmen, obwohl $k_{n+1}=k_{n+2}=\cdots=0$. Im Induktionsschritt sind $k_1+\cdots+k_n=j$ und $k_1+2k_2+\cdots+nk_n=n$ Invarianten. Man kann nun $n! / k_1! (1!)^{k_1} k_2! (2!)^{k_2}\ldots$ kürzen und gelangt dann zu $k_1+2k_2+\cdots=n+1$. Man vgl. auch Bourbaki und Schwartz. ☐