Rady
Funkcionálne rady
Príklad 4: Rozviňte funkciu f(x)=\frac{1}{1+x} do Maclaurinovho radu.
Riešenie: Maclaurinov rad je Taylorov rad so stredom x_0=0, preto najskôr určíme hodnotu derivácií funkcie f(x)=\frac{1}{1+x} v bode x_0.
f(x_0)=\frac{1}{1+0}=1.
f'(x)=((1+x)^{-1})'=\frac{-1}{(1+x)^2} \quad \Rightarrow \quad f'(x_0)=\frac{-1}{(1+0)^2}=-1
f''(x)=(-(1+x)^{-2})'=\frac{2}{(1+x)^3} \quad \Rightarrow \quad f''(x_0)=\frac{2}{(1+0)^3}=2
f'''(x)=(2\cdot(1+x)^{-3})'=\frac{-2\cdot 3}{(1+x)^4} \quad \Rightarrow \quad f'''(x_0)=\frac{-2\cdot 3}{(1+0)^4}=-2\cdot 3
Pozorovaním tvaru derivácií v bode x_0=0 odvodíme, že f^{(n)}(x_0)=(-1)^{n}n!.
Do všeobecného vyjadrenia Taylorovho radu
f(x)=f(x_0)+\frac{f'(x_0)}{1!}(x-x_0)^1+\frac{f''(x_0)}{2!}(x-x_0)^2+...+\frac{f^{(n)}(x_0)}{n!}(x-x_0)^n...
dosadíme získané derivácie v bode x_0=0. Dostaneme
f(x)=1+\frac{-1}{1!}(x)^1+\frac{2}{2!}(x)^2+\frac{-2\cdot 3}{3!}(x)^3+\dots+\frac{(-1)^{n}n!}{n!}(x)^n\dots
f(x)=1-x+x^2-x^3+\dots+(-1)^{n}x^n\dots=\sum_{n=0}^\infty (-1)^{n}x^n.
No comments:
Post a Comment