Kaj je Taylorjeva ekspanzija e ^ (- 2x) s središčem pri x = 0?

Kaj je Taylorjeva ekspanzija e ^ (- 2x) s središčem pri x = 0?
Anonim

Odgovor:

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

Pojasnilo:

Primer serije Taylor se je razširil #0# se imenuje Maclaurinova serija. Splošna formula za serijo Maclaurin je:

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

Za izdelavo serije za našo funkcijo lahko začnemo s funkcijo za # e ^ x # in nato uporabite to, da ugotovite formulo za #e ^ (- 2x) #.

Da bi zgradili Maclaurinovo serijo, moramo ugotoviti n-ti derivat # e ^ x #. Če vzamemo nekaj derivatov, lahko zelo hitro vidimo vzorec:

#f (x) = e ^ x #

#f '(x) = e ^ x #

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

Pravzaprav je n-ti izpeljan iz # e ^ x # je prav # e ^ x #. To lahko vključimo v Maclaurinovo formulo:

# 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!) … #

Zdaj, ko imamo Taylorjevo serijo za # e ^ x #, lahko samo zamenjamo vse # x #je z # -2x # da bi dobili serijo za #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 … #

kar je serija, ki smo jo iskali.