Co to jest rozszerzenie Taylora e ^ (- 2x) wyśrodkowane na x = 0?

Co to jest rozszerzenie Taylora e ^ (- 2x) wyśrodkowane na x = 0?
Anonim

Odpowiedź:

#e ^ (- 2x) = sum_ (n = 0) ^ oo (-2) ^ n / (n!) x ^ n = 1-2x + 2x ^ 2-4 / 3x ^ 3 + 2 / 3x ^ 4 … #

Wyjaśnienie:

Rozwinęła się sprawa serii Taylor #0# nazywa się serią Maclaurin. Ogólna formuła dla serii Maclaurin to:

#f (x) = sum_ (n = 0) ^ oof ^ n (0) / (n!) x ^ n #

Aby opracować serię dla naszej funkcji, możemy zacząć od funkcji dla # e ^ x # a następnie użyj tego do określenia wzoru #e ^ (- 2x) #.

Aby skonstruować serię Maclaurina, musimy znaleźć n-tą pochodną # e ^ x #. Jeśli weźmiemy kilka pochodnych, możemy dość szybko zobaczyć wzór:

#f (x) = e ^ x #

#f '(x) = e ^ x #

#f '' (x) = e ^ x #

W rzeczywistości n-ta pochodna # e ^ x # jest tylko # e ^ x #. Możemy podłączyć to do formuły Maclaurina:

# e ^ x = sum_ (n = 0) ^ ooe ^ 0 / (n!) x ^ n = sum_ (n = 0) ^ oox ^ n / (n!) = 1 + x / (1!) + x ^ 2 / (2!) + X ^ 3 / (3!) … #

Teraz, gdy mamy serię Taylor dla # e ^ x #, możemy po prostu wymienić wszystkie # x #jest z # -2x # uzyskać serię dla #e ^ (- 2x) #:

#e ^ (- 2x) = sum_ (n = 0) ^ oo (-2x) ^ n / (n!) = sum_ (n = 0) ^ oo (-2) ^ n / (n!) x ^ n = #

# = 1-2 / (1!) X + 4 / (2!) X ^ 2-8 / (3!) X ^ 3 + 16 / (4!) X ^ 4 … = #

# = 1-2x + 2x ^ 2-4 / 3x ^ 3 + 2 / 3x ^ 4 … #

która jest serią, której szukaliśmy.