Szereg Taylora ktoś pomoże, z góry dziękuję :)

question img

Odpowiedzi 1

Rozwiązanie:

Szereg Taylora:

[tex]$f(x)=\sum^{\infty}_{n=0} \frac{f^{(n)}(x_{0})(x-x_{0})^{n}}{n!}[/tex]

W przypadku [tex]x_{0}=0[/tex] szereg określony jest wzorem:

[tex]$f(x)=\sum^{\infty}_{n=0} \frac{f^{(n)}(0)}{n!}x^{n}[/tex]

[tex]\bold{(a)}[/tex]

[tex]y=\cos^{2}x[/tex]

Kilka pierwszych pochodnych:

[tex]y'=-2\cos x \sin x=-\sin2x[/tex]

[tex]y''=-2\cos 2x[/tex]

[tex]y^{(3)}=4 \sin 2x[/tex]

[tex]y^{(4)}=-8 \cos 2x[/tex]

Zatem:

[tex]$\cos^{2}x=\frac{\cos(0)}{0!}x^{0} -\frac{\sin(0)}{1!}x-\frac{2\cos(0)}{2!}x^{2}+\frac{4 \sin (0)}{3!} x^{3}+\frac{8\cos 2x}{4!}x^{4} +...=[/tex]

[tex]$=1 -x^{2} +\frac{x^{4}}{3} +...[/tex]

Aby znaleźć zapis z użyciem sumy, można posłużyć się dobrze znanym rozwinięciem funkcji [tex]\cos x[/tex] w szereg Maclaurina:

[tex]$\cos x=\sum^{\infty}_{n=0} \frac{(-1)^{n}}{(2n)!} x^{2n}[/tex]

Teraz wystarczy zauważyć, że:

[tex]$\cos^{2}x=\frac{1+\cos 2x}{2} =\frac{1}{2} +\frac{\cos 2x}{2} =\frac{1}{2}+\frac{1}{2}\sum^{\infty}_{n=0}\frac{(-1)^{n}}{(2n)!} (2x)^{2n}=[/tex]

[tex]$=1+\sum^{\infty}_{n=1}\frac{(-1)^{n} \cdot 2^{2n-1}}{(2n)!}x^{2n}[/tex]

[tex]\bold{(b)}[/tex]

[tex]$y=e^{-x^{2}}[/tex]

Tutaj nawet szkoda liczyć pochodnych, lepiej od razu postarajmy się zapisać to z użyciem sumy. Użyjemy znanego rozwinięcia:[tex]$e^{x}=\sum^{\infty}_{n=0}\frac{x^n}{n!}[/tex]

Mamy:

[tex]$e^{-x^{2}}=\sum^{\infty}_{n=0}\frac{(-x^{2})^{n}}{n!} =\sum^{\infty}_{n=0}\frac{(-1)^{n}}{n!} x^{2n}[/tex]

Teraz możemy zapisać pierwsze trzy wyrazy:

[tex]$e^{-x^{2}}=1-x^{2}+\frac{x^{4}}{2}+...[/tex]

Znasz odpowiedź? Dodaj ją tutaj!

Can't find the answer?

Zaloguj się z Google

lub

Zapomniałeś(aś) hasła?

Nie mam jeszcze konta, ale chcę je założyć Zarejestruj się

Wybierz język i region
How much to ban the user?
1 hour 1 day 100 years