Ce este o extindere Taylor a lui e ^ (- 2x) centrat la x = 0?

Ce este o extindere Taylor a lui e ^ (- 2x) centrat la x = 0?
Anonim

Răspuns:

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

Explicaţie:

Cazul unei serii de taylor sa extins în jur #0# se numește seria Maclaurin. Formula generală pentru seria Maclaurin este:

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

Pentru a elabora o serie pentru funcția noastră putem începe cu o funcție pentru # E ^ x # și apoi folosiți asta pentru a afla o formulă pentru #E ^ (- 2x) #.

Pentru a construi seria Maclaurin, trebuie să dăm seama de derivatul n # E ^ x #. Dacă luăm câteva derivate, putem vedea destul de repede un model:

#f (x) = e ^ x #

#f '(x) = e ^ x #

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

De fapt, derivatul n-a # E ^ x # este doar # E ^ x #. Putem conecta acest lucru la formula Maclaurin:

# 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!) … #

Acum că avem o serie de taylor pentru # E ^ x #, putem înlocui doar toate #X#e cu # # -2x pentru a obține o serie pentru #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 … #

care este seria pe care o căutam.