SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 18
Descargar para leer sin conexión
Luis E. Loaiza Guillen.
EXPANSIÓN POLINOMIAL EN SERIES DE TAYLOR
DEFINICIÓN
Sea f una función cuyas “n” derivadas existen en un intervalo I , y estas no tienen un tamaño
desmesurado; es decir, están acotadas:
( )n
f x k x I 
Entonces, se verifica que:
2 3
( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( )
( ) ( ) ... ...
1! 2! 3! !
n n
f a x a f a x a f a x a f a x a
f x f a
n
     
     
Donde: a I
Es decir, una función infinitamente derivable en un intervalo puede
representarse como un polinomio a partir de sus derivadas
evaluadas en un punto “a ”* de dicho intervalo. De manera más
compacta:
0
( )
( ) ( )
!
n
n
n
x a
f x f a
n



 
Esta fórmula, presentada por el matemático inglés Brook Taylor
(1685-1731) en su Methodus Incrementorum Directa et Inversa
(1715); es conocida como la fórmula de Taylor.
Hacer una función equivalente a un polinomio de Taylor permite aproximar los valores mediante
operaciones más simples (productos y sumas), aplicar las propiedades de las sumatorias, aproximar
derivadas e integrales, entre otros.
*Cuando el punto escogido (“a ”), para evaluar la función y sus derivadas, es 0; la serie toma el
nombre de Maclaurin; en honor a Colin Maclaurin (1698-1746) quien estudió este caso particular de
la series de Taylor.
Luis E. Loaiza Guillen.
Ejemplo 1. Calcúlese la serie de Taylor de ( ) x
f x e
Empezamos derivando, tratando de obtener un patrón; lo que es fácil con esta función:
( ) , ( ) , ( ) ,..., ( )x x x n x
f x e f x e f x e f x e    
Entonces, de la fórmula:
2 3
( ) ( ) ( ) ( )
... ...
1! 2! 3! !
a a a a n
x a e x a e x a e x a e x a
e e
n
   
     
Tomamos un punto (“ a ”), de fácil cálculo y con el que existan las derivadas; en este caso escogemos
a =0.
0 0 2 0 3 0
0
2 3
( 0) ( 0) ( 0) ( 0)
... ...
1! 2! 3! !
1( ) ( ) ( ) ( )
1 ... ...
1! 2! 3! !
n
x
n
x
e x e x e x e x
e e
n
x x x x
e
n
   
     
     
De tal modo la serie para ( ) x
f x e , es:
2 3 4 5
1 ... ...
1! 2! 3! 4! 5! !
n
x x x x x x x
e
n
       
De forma más simple:
0 !
n
x
n
x
e
n


 
Es decir, evaluar ( ) x
f x e resulta igual a evaluar el
polinomio infinito
0 !
n
n
x
n


 ; por ejemplo:
1
0 0
1 1
(1)
! !
n
n n
f e
n n
 
 
   
Desarrollando el polinomio hasta 5° grado:
1 1 1 1 1
1 2.716
1! 2! 3! 4! 5!
e       
Luis E. Loaiza Guillen.
Ejemplo 2. Calcúlese la serie de Taylor de ( ) ln( )f x x
Las derivadas:
1
2 3 4
1 1 1.2 2.3 ( 1) ( 1)!
( ) , ( ) , ( ) ( ) ,..., ( )
n
IV n
n
n
f x f x f x f x f x
x x x x x

   
      
De la fórmula de Taylor:
2 3 1
2 3
1 ( ) 1( ) 1 ( ) ( 1) ( )
ln( ) ln( ) ... ...
1 2 3
n n
n
x a x a x a x a
x a
a a a a n

     
     
Resulta evidente que “ a ” no puede ser 0 (no admite una serie de Maclaurin) ya que no es derivable –
ni continua- en ese punto; por comodidad se toma a =1.
2 3 1
2 3
1( 1) 1( 1) 1 ( 1) ( 1) ( 1)
ln( ) ln(1) ... ...
1 1 1 2 1 3 1
n n
n
x x x x
x
n

     
     
2 3 4 1
( 1) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1)
ln( ) ... ...
1 2 3 4 1
n n
x x x x x
x
n

     
     

Entonces:
1
0
( 1) ( 1)
ln( )
( 1)
n n
n
x
x
n


 



CONVERGENCIA
La aproximación con series de Taylor es mejor – para cualquier grado de desarrollo – mientras más
cerca esté el número del punto de prueba ( a ). Es decir, hay un intervalo de convergencia centrado
en “ a ”; con un radio de convergencia “ r ” (que pertenece al intervalo I ); para el cual la serie
converge.
Luis E. Loaiza Guillen.
Teorema
Sea
0
( )n
n
n
u x a


 una serie cualquiera; entonces se cumple una de las condiciones:
→ La serie solo converge (es exacta) para “ a ”. (r =0)
→ La serie converge para cualquier valor de “x”. ( r =)
→ La serie converge para un intervalo ( ;a r a r  ); con 0r  .
Ejemplo 3.
Usemos la serie hallada en el ejemplo 2; para aproximar ln(1.2) y ln(3) desarrollando el polinomio
hasta quinto grado:
2 3 4 5
2 3 4 5
(1.2 1) (1.2 1) (1.2 1) (1.2 1) (1.2 1)
ln(1.2) 0.18233
1 2 3 4 5
(3 1) (3 1) (3 1) (3 1) (3 1)
ln(3) 5.06667
1 2 3 4 5
    
     
    
     
Comparando con los valores reales
(redondeado a 5 decimales):
ln(1.2) 0.18232
ln(3) 1.09861


Se puede observar que la aproximación es
muy buena para ln(1.2), mas no para ln(3);
lo que se explica por la cercanía con el
punto de prueba ( a =1). Es evidente que 3
está fuera del intervalo de convergencia.
Luis E. Loaiza Guillen.
CÁLCULO DEL INTERVALO DE CONVERGENCIA: “PRUEBA DE LA RAZÓN” (CRITERIO DE D´ALEMBERT)
Supongamos una serie de Taylor:
0
( , ) ( )n
n
n
T f a u x a


  , donde los nu son los coeficientes;
entonces, se justifica que los términos vayan haciéndose más pequeños (ya que el denominador
factorial se hace más grande), es decir, para cualquier n:
1
1( ) ( )n n
n nu x a u x a 
  
La prueba de la razón consiste en evaluar el límite:
1
1( )
lim 1
( )
n
n
nn
n
u x a
u x a






Dado que:
1 1
1 1 1
( ) ( )
lim lim ( ) lim 1
( )( )
n n
n n n
nnn n n
n nn
u x a x a u u
x a
x a u uu x a
 
  
  
 
   

Después de calcular el límite, resulta un intervalo en “x”.
Ejemplo 4. Calcular el intervalo de convergencia de
1
0
( 1) ( 1)
ln( )
( 1)
n n
n
x
x
n


 



1 2
1 1 2
1
11
1 1
( 1) ( 1)
( ) ( 2) ( 1) ( 1) ( 1)
lim lim lim
( 2)( 1) ( 1)( ) ( 1) ( 1)
( 1)
( 1) ( 1) ( 1) ( 1)
lim 1 lim 1
( 2) ( 2)
n n
n n n
n
n nn n nn n n
n
n n
x
u x a n x n
n xu x a x
n
x n n
x
n n
 
  

  
 
 
    
 
    

   
   
 
Evaluando el límite:
( 1)
1lim 1 1 1 1 1 0 2
( 2)n
n
x x x x
n

           

El intervalo de convergencia es exactamente: 0;2] . Y el radio de convergencia es 1.
Luis E. Loaiza Guillen.
Ejemplo 5. La serie de Maclaurin para la función seno es:
2 1
0
( 1) ( )
( )
(2 1)!
n n
n
x
sen x
n





 ; calcule el
intervalo de convergencia.
Usando la prueba de la razón:
1 2 3
1 1 2 3
1
2 12 1
1 2
2
( 1) ( )
( ) (2 3)! ( 1) ( ) (2 1)!
lim lim lim
( 1) ( ) (2 3)!( ) ( 1) ( )
(2 1)!
( 1) ( ) 1
lim lim 1
(2 2)(2 3) (2 2)(2 3)
n n
n n n
n
n nn n nn n n
n
n n
x
u x a n x n
x nu x a x
n
x
x
n n n n
 
  

  
 

   
 
  

 
  
   
Calculando el límite:
2
(0) 1 0 1x   
Lo que indica que la serie converge para todo x.
APROXIMACIÓN Y ACOTACIÓN DEL ERROR
Al realizar una aproximación con una serie de Taylor uno está limitado - obligado - a realizar una suma
finita; Es decir, escoger el grado hasta el que se desarrollará el polinomio.
Tomemos la expansión de Taylor para la función exponencial (ejemplo 1) para calcular una
aproximación del número de Euler (e); podríamos desarrollar el polinomio a distintos grados:
1 1 1 1 1
1 2.71667
1! 2! 3! 4! 5!
e       
1 1 1 1 1 1
1 2.71806
1! 2! 3! 4! 5! 6!
e        
1 1 1 1 1 1 1
1 2.71825
1! 2! 3! 4! 5! 6! 7!
e         
←aproximación de quinto grado (n=5)
←aproximación de sexto grado (n=6)
←aproximación de séptimo grado (n=7)
Luis E. Loaiza Guillen.
Entonces si aproximamos una función ( )f x por una suma finita de grado “n” ( , )nT f a ; el error
cometido es:
( ) ( , )nf x T f a  
En otras palabras se comete un error por todos aquellos términos que no se sumaron, este se puede
acotar:
nR 
Donde nR es el resto de Lagrange, que se expresa:
1 1
( )( )
( 1)!
n n
n
f x a
R a x
n


 

  

Que representa el máximo error cometido en la aproximación de grado “n”.
Ejemplo 6. Estime el error cometido al calcular ( )
6
sen

con un polinomio de Taylor de 5° grado.
Del ejemplo 5, sabemos:
3 5
5 (sin( ),0)
3! 5!
x x
T x x  
3 5
5
6 6
(sin( ),0) 0.500002
6 6 3! 5!
T
 
 
   
   
      
El resto de Lagrange:
7
7
6 6
5 7
( )
6 2.14*10 2.14*10
(7)! 6 7!
R


 

    
6
5(sin( ),0) 0.500002 2.14*10
6
T
 
 
Luis E. Loaiza Guillen.
Ejemplo 7. Calcule el grado del polinomio para obtener una aproximación de
1
e
con un error
menor a 10-4
.
Sabemos:
0.5 4
0
1 ( 0.5)
10
!
n
n
e con
ne


 


  
Usando el Teorema Lagrange:
1
4 4( 0.5)
10 10
( 1)!
n
n
e
R
n
 
 
  

Tomando un ϴ que haga máximo el resto entre <-0.5;0>
0 1 1
4( 0.5) ( 0.5)
10
( 1)! ( 1)!
n n
e
n n
 
 
 
 
Entonces el menor número “n” que cumple la desigualdad:
5 1
4( 0.5) 1
10
(5 1)! 46080


 

Podemos comprobarlo:
0 2 3 4 5
0.5 ( 0.5) ( 0.5) ( 0.5) ( 0.5) ( 0.5) ( 0.5)
0.606510...
0! 1! 2! 3! 4! 5!
e      
      
El resultado exacto: 0.606530… (se comprueba que el error aparece en la cuarta cifra decimal, como
se quería)
Luis E. Loaiza Guillen.
COMPOSICION Y SUSTITUCION
Ejemplo8. Calcule ( ( ),0)T g x con ( ) x x
g x e e
  , y su intervalo de convergencia.
Queremos expandir alrededor de 0, la función que resulta de restar otras funciones; partiendo de:
2 3 4 5
0
1 ...
! 1! 2! 3! 4! 5! !
n n
x
n
x x x x x x x
e
n n


        
Haciendo:
x x 
Obtenemos:
2 3 4 5
0 0
( ) ( 1)
1 ...
! ! 1! 2! 3! 4! 5!
n n n
x
n n
x x x x x x x
e
n n
 

 
 
         
Restando ambas series:
3 5 7
0 0
( 1) 2 2 2 2
( ) ...
! ! 1! 3! 5! 7!
n n n
x x
n n
x x x x x x
g x e e
n n
 

 

         
3 5 7 2 1
0
( ) 2( ...) 2
1! 3! 5! 7! (2 1)!
n
x x
n
x x x x x
g x e e
n



       


Se puede demostrar que converge para todo x.
Luis E. Loaiza Guillen.
CÁLCULO DE LÍMITES
Teorema
Sea el límite L lim ( )
x a
f x

 , y ( , )nT f a la serie que representa a ( )f x alrededor de “ a ”,
entonces:
L lim ( ) lim ( , )n
x a x a
f x T f a
 
 
Ejemplo 9. Demuestre que el límite hacia cero de la función seno cardinal es 1, usando series de
Taylor.
sin
sinc( )
x
x
x

Sabemos que la serie para la función seno:
2 1 3 5 7 9
0
( 1) ( )
( ) ...
(2 1)! 3! 5! 7! 9!
n n
n
x x x x x
sen x x
n



     


Luego, para un mismo valor de x; distinto de
0:
2 4 6 8
2
0
sen
1 ...
3! 5! 7! 9!
sen ( 1) ( )
(2 1)!
n n
n
x x x x x
x
x x
x n


    




Donde resulta evidente:
0 0
sin
lim sinc( ) lim 1
x x
x
x
x 
 
Luis E. Loaiza Guillen.
DIFERENCIACIÓN E INTEGRACIÓN
Teorema
Sea
0
( , ) ( )n
n n
n
T f a u x a


  una serie que representa a ( )f x y converge alrededor de “ a ” con un
radio de convergencia “r ”, entonces:
→ La serie
1
1
( 1)( )n
n
n
u n x a



  representa a '( )f x y tiene el mismo radio de convergencia, mas
no necesariamente converge en los extremos del intervalo.
→ La serie
1
0
( )
1
n
n
n
x a
u
n




 representa a
0
( )
x
f x dx con " "x que pertenece al intervalo de
convergencia.
En resumen, derivar o integrar término a término una serie que representa una función; genera la
serie de su derivado o integral, con el mismo radio de convergencia.
Ejemplo 10. Obténgase la serie para
1
1 x
Conocemos que
1
0
( 1) ( 1)
ln( )
( 1)
n n
n
x
x
n


 



Sustituyendo 1x x  , en la serie.
1 1 1
0 0 0
( 1) (1 1) ( 1) ( ) ( )
ln(1 )
( 1) ( 1) ( 1)
n n n n n
n n n
x x x
x
n n n
    
  
     
   
  
  
Luego, como:
(ln(1 )) 1
1
d x
dx x
 


1
0 0
2 3
0
(ln(1 )) ( ) ( 1)( ) 1
( )
( 1) ( 1) 1
1
1 .....
1
n n
n n
n
n
d x d x n x
dx dx n n x
x x x x
x
 
 


   
   
  
   

 

Luis E. Loaiza Guillen.
Ejemplo 11. Mediante integración, obtenga la serie para ( ) arctan( )h x x
Por el ejemplo anterior, sabemos
0
1
1
n
n
x
x





Si sustituimos
2
x x 
Conseguimos:
2
2 2
0
2
2
0
1 1
( )
1 ( ) 1
1
( 1)
1
n
n
n n
n
x
x x
x
x




  
  
 



Como: 2
0
1
arctan( )
1
x
dx x
x

 , la función es equivalente a:
 2 2 4 6
00 0
( ) ( 1) 1 ...
x x
n n
n
h x x dx x x x dx


 
      
 
 
3 5 7
arctan( ) ....
3 5 7
x x x
x x   
Por lo que:
2 1
0
( 1)
( ) arctan( ) 1 1
2 1
n n
n
x
h x x x
n



    


Luis E. Loaiza Guillen.
MÉTODO NUMÉRICO PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES
Sea la ecuación diferencial ordinaria y el valor
inicial, el PVI:
0 0
( , )
( )
dy
f x y
dx
y x y


Con solución: ( )y y x
De la formula de Taylor:
2 3
0 0 0 0
0 0 0
2 3
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0
''( )( ) '''( )( )
( ) ( ) '( )( ) ...
2! 3!
'( , )( ) ''( , )( )
( ) ( ) ( , )( ) ...
2! 3!
y x x x y x x x
y x y x y x x x
f x y x x f x y x x
y x y x f x y x x
 
     
 
     
En general para el problema:
Se puede aproximar la solución de la ecuación diferencial (función) para un punto cercano al valor
inicial, centrando una serie de Taylor en el valor inicial en este punto
A veces, para obtener un valor más exacto de un punto cualquiera conviene dividir el intervalo entre
el punto que se tiene y el deseado, de tal forma que se tomen siempre valores cercanos; mientras se
van centrando sucesivas series en cada iteración
*La aproximación lineal:
0 0 0 0 0 0 0( ) ( ) '( )( ) ( ) ( , )( )y x y x y x x x y x f x y x x     
Es conocido como el método de Euler
1
0 0 0 0
( , , ', '',..., ) 0
( ), '( ), ''( ),..., ( )
n
n
F x y y y y
PVI
y x y x y x y x
 


Luis E. Loaiza Guillen.
Ejemplo 12. Emplee el método de Taylor para aproximar y(0.5), usando un polinomio de tercer grado,
y compare con el valor exacto; dado el problema:
' 2
(0) 0
y y x
y
 


Primero resolveremos la ecuación diferencial analíticamente, observando que es lineal:
( 1) 2 2
dy
y x dy ydx xdx
dx
       
El factor integrante:
( 1)dx x
e e
  
   2 2
( ) 2 ( ) 2
2( 1)
x x x x x
x x x x
x x
e dy ydx e xdx e dy e ydx xe dx
d e y xe dx d e y xe dx
e y x e c
    
   
 
      
    
  
 
La solución general:
( ) 2( 1) x
y x x ce  
Y la particular:
(0) 2(0 1) 0 2
( ) 2( 1) 2 x
y c c
y x x e
      
  
El valor que se pide:
0.5
(0.5) 2(0.5 1) 2 0.29744y e    
Ahora usando el polinomio de Taylor, con el valor inicial:
2 3
''(0)( ) '''(0)( )
( ) (0) '(0)( ) ...
2! 3!
y x y x
y x y y x    
Sabemos
' 2 '' ' 2 ''' ''y y x y y y y      
(0) 0, '(0) 0, '' 2 ''' 2n
y y y y y n       
Luis E. Loaiza Guillen.
En general, la serie (de Maclaurin) sería:
2 3 4 5
( ) ( 2) ( ) ( 2) ( ) ( 2) ( ) ( 2)
( ) 0 0 ...
2! 3! 4! 5!
x x x x
y x
   
     
Factorizando:
2 3 4 5
( ) ( ) ( ) ( )
( ) 2 ...
2! 3! 4! 5!
x x x x
y x
 
     
 
Haciendo algunos arreglos
2 3 4 5
2 3 4 5
0
( ) ( ) ( ) ( )
( ) 2 1 1 ...
2! 3! 4! 5!
( ) ( ) ( ) ( )
( ) 2( 1) 2 1 ... 2( 1) 2
2! 3! 4! 5! !
n
n
x x x x
y x x x
x x x x x
y x x x x
n


 
        
 
 
            
 

Por lo que se puede demostrar que se obtiene la solución exacta:
( ) 2( 1) 2 x
y x x e  
Ahora, numéricamente el valor pedido:
2 3
(0.5) ( 2) (0.5) ( 2) 7
(0.5) 0 0 0.29167
2! 3! 24
y
  
      
Ahora si agregásemos un par de términos más (polinomio de 5 grado):
2 3 4 5
(0.5) ( 2) (0.5) ( 2) (0.5) ( 2) (0.5) ( 2) 571
(0.5) 0 0 0.2974
2! 3! 4! 5! 1920
y
    
        
Otra forma de aumentar la exactitud, sin agregar términos: haciendo iteraciones.
2 3
2 3
2 3
(0.25) ( 2) (0.25) ( 2) 13
(0.25) 0 0 0.06771
2! 3! 192
''(0.25)( 0.25) '''(0.25)( 0.25)
( ) (0.25) '(0.25)( 0.25)
2! 3!
''(0.25)(0.25) '''(0.25)(0.25)
(0.5) (0.25) '(0.25)(0.25) 0.2
2! 3!
y
y x y x
y x y y x
y y
y y y
  
      
 
    
      9656
Luis E. Loaiza Guillen.
PROBLEMAS PROPUESTOS
1. Muestre los polinomios finitos:
a)
2
3( 1 sin( ), )T x x  
b) 3(tan( ), )
4
T x

c)
2
4( ln(1 ),0)T x x 
d) 5 2
1
( ,1)
1
T
x 
2. Obtenga las series correspondientes a las siguientes funciones alrededor de los puntos indicados:
a) ln( )x
x , a=1
b) arcsin( )x , a=0
c) cos( )x , a=0
d)
2
( 1)x 
 , a=0
3. Pruebe que la serie
2 1
0 2 1
n
n
x
n

 
 representa a
1
log( )
1
x
x


y calcule su intervalo de convergencia. ¿En
qué punto coinciden?
4. Calcule el radio de convergencia de la serie de potencias:
a)
0
( !) n
n
n x


 b)
0 2
n
n
z

5. Calcule el intervalo de convergencia para la serie del ejemplo 10, si esta representa una serie
geométrica de razón “x”>0.
6. Aproxime 3
8.5 , usando un polinomio de quinto grado ¿Dónde lo centraría?; estime el error y use
el valor exacto para calcular el error absoluto. Trabaje con seis decimales.
7. Use un polinomio de Maclaurin de noveno grado para arcsin( )x (ver problema 2. b)) y aproxime
 ; acote el error. Sugerencia: use 6arcsin(0.5)  .
8. ¿Qué grado debe tener el polinomio de Taylor que aproxima a 1/ xalrededor de x=1, para
aproximar1/1.3, con un error máximo de
5
10
. Sugerencia: derive la serie del ejemplo 2.
Luis E. Loaiza Guillen.
9. Dentro de una circunferencia de radio “R” se inscribe un cuadrado;
dentro de este, otra circunferencia; y asi sucesivamente.
a) plantee la serie que representa la suma del area de todos los círculos
(S1) y la de todos los cuadrados (S2).
b) use la serie del ejemplo 10 para calcular S1 y S2, en función de “R”.
10. ¿En qué intervalo la aproximación de cos( )x con
2 4 6
1
2! 4! 6!
x x x
   tiene error máximo de
6
10
?
11. Obtenga las series usando empleando el procedimiento sugerido, e indique el valor del punto de
evaluación.
a) sin(2 )cos(2 )x x . Sugerencia: Sustitución y razón trigonométrica de un ángulo doble.
b) 10log (5 )x . Sugerencia: Cambio de base y sustitución, o logaritmo de un producto.
c)
2
cos( )x
xe x
 . Sugerencia: Sustitución y multiplicación.
d)
2
3
x x
x

. Sugerencia: Descomposición en fracciones parciales.
12. Calcule los límites:
a) 20
1 cos( )
lim
x
x
x

b)
0
1
lim
x
x
e
x

c) 30
arcsin( )
lim
x
x x
x

d)
10
1
log ( )
lim
(1 )x
x
x 
13. Estime:
2
1
0
x
e dx

14. Obtenga la serie que representa
sin( )w
dw
w y calcule su intervalo de convergencia.
15. A partir de
0
1
1
n
n
x
x




 , obtenga la serie que representa 2
5
(1 )
x
x
.
Luis E. Loaiza Guillen.
16. Aproveche que
2
0
sin(2 ) sin ( )
x
x dx x (ver problema 11.a)), para calcular
2
(sin ( ),0)T x .
Calcule también
2
(cos ( ),0)T x .
17. Sea el problema:
''
(0) 0 '(0) 1
x
y xe
y y
 

 
Aproxime y(0.3) usando un polinomio de Taylor de tercer grado, calculando:
a) Directamente el valor con la formula de Taylor a=0.
b) Primero y(0.1), con a=0; luego, y (0.2) con a=0.1 y y(0.3), con a=0.2 (tres iteraciones).
Calcule en ambos casos el error absoluto, si y(0.3)=-0.294759973
18. Muestre el polinomio cúbico que aproxima la solución
2
' 1x
y e x   , si coinciden en y(0)=1.
¿Puede mostrar la forma de la solución
2 1
2
0
( ) 0.5 1
!(2 1)
n
n
x
y x x x
n n


   

 ?
Sugerencia: realice una integración semejante al problema 13.
19. Obtenga los coeficientes de la parábola
2
ax bx c  que aproxima, en las cercanías de x=0, a la
solución del problema:
'' ' ( 1) 5
(0) 0 '(0) 3
x
u e u x u
u u
    

 
20. Use
0 !
n
x
n
x
e
n


  , con el cambio x i ( 1i   ), para demostrar la identidad de Euler:
cos( ) sin( )i
e i
  
Sugerencia: Sustituya y reagrupe los términos de la serie exponencial.

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

Funciones hiperbolicas
Funciones hiperbolicasFunciones hiperbolicas
Funciones hiperbolicasdalila69
 
Investigacion derivada-de-una-curva-en-forma-parametrica
Investigacion derivada-de-una-curva-en-forma-parametricaInvestigacion derivada-de-una-curva-en-forma-parametrica
Investigacion derivada-de-una-curva-en-forma-parametricaM Marcos
 
Ejercicios unidad 5
Ejercicios unidad 5Ejercicios unidad 5
Ejercicios unidad 5thomasbustos
 
Transformada Directa de Laplace
Transformada Directa de LaplaceTransformada Directa de Laplace
Transformada Directa de LaplaceEdwin_Jack
 
Aplicaciones integral
Aplicaciones integralAplicaciones integral
Aplicaciones integral10lozada
 
Trabajo series de taylor
Trabajo series de taylorTrabajo series de taylor
Trabajo series de taylorFredy
 
Que es el wronskiano
Que es el wronskianoQue es el wronskiano
Que es el wronskianoEIYSC
 
Calculo de centroides
Calculo de centroidesCalculo de centroides
Calculo de centroidesAbraham Aj
 
Transformada de Laplace ejercicios resueltos
Transformada de Laplace ejercicios resueltosTransformada de Laplace ejercicios resueltos
Transformada de Laplace ejercicios resueltosPedro González
 
Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden y aplicaciones(tema 1)
Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden y aplicaciones(tema 1)Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden y aplicaciones(tema 1)
Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden y aplicaciones(tema 1)Yerikson Huz
 
ECUACIONES DIFERENCIALES APLICADO A LA INGENIERIA CIVIL
ECUACIONES DIFERENCIALES APLICADO A LA INGENIERIA CIVILECUACIONES DIFERENCIALES APLICADO A LA INGENIERIA CIVIL
ECUACIONES DIFERENCIALES APLICADO A LA INGENIERIA CIVILjosuep30
 
Ejercicios sobre Transformada de Laplace
Ejercicios sobre Transformada de LaplaceEjercicios sobre Transformada de Laplace
Ejercicios sobre Transformada de LaplaceJeickson Sulbaran
 
EJERCICIOS RESUELTOS SOBRE EL MÉTODO DE NEWTON Y EL MÉTODO DE LA SECANTE
EJERCICIOS RESUELTOS SOBRE EL MÉTODO DE NEWTON Y EL MÉTODO DE LA SECANTEEJERCICIOS RESUELTOS SOBRE EL MÉTODO DE NEWTON Y EL MÉTODO DE LA SECANTE
EJERCICIOS RESUELTOS SOBRE EL MÉTODO DE NEWTON Y EL MÉTODO DE LA SECANTEEdgar Flores
 
Ecuaciones diferenciales.[dennis g. zill].[7 ed].solucionario
Ecuaciones diferenciales.[dennis g. zill].[7 ed].solucionarioEcuaciones diferenciales.[dennis g. zill].[7 ed].solucionario
Ecuaciones diferenciales.[dennis g. zill].[7 ed].solucionarioGabriel Limon Lopez
 
Cambio de variables de las integrales multiples
Cambio de variables de las integrales multiplesCambio de variables de las integrales multiples
Cambio de variables de las integrales multipleswalterabel03
 

La actualidad más candente (20)

Integrales triples
Integrales  triplesIntegrales  triples
Integrales triples
 
Funciones hiperbolicas
Funciones hiperbolicasFunciones hiperbolicas
Funciones hiperbolicas
 
Investigacion derivada-de-una-curva-en-forma-parametrica
Investigacion derivada-de-una-curva-en-forma-parametricaInvestigacion derivada-de-una-curva-en-forma-parametrica
Investigacion derivada-de-una-curva-en-forma-parametrica
 
Aplicaciones funciones vectoriales
Aplicaciones funciones vectorialesAplicaciones funciones vectoriales
Aplicaciones funciones vectoriales
 
Ejercicios unidad 5
Ejercicios unidad 5Ejercicios unidad 5
Ejercicios unidad 5
 
Transformada Directa de Laplace
Transformada Directa de LaplaceTransformada Directa de Laplace
Transformada Directa de Laplace
 
Integrales dobles
Integrales doblesIntegrales dobles
Integrales dobles
 
Metodo adams bashforth
Metodo adams bashforthMetodo adams bashforth
Metodo adams bashforth
 
Aplicaciones integral
Aplicaciones integralAplicaciones integral
Aplicaciones integral
 
Trabajo series de taylor
Trabajo series de taylorTrabajo series de taylor
Trabajo series de taylor
 
Que es el wronskiano
Que es el wronskianoQue es el wronskiano
Que es el wronskiano
 
Calculo de centroides
Calculo de centroidesCalculo de centroides
Calculo de centroides
 
Transformada de Laplace ejercicios resueltos
Transformada de Laplace ejercicios resueltosTransformada de Laplace ejercicios resueltos
Transformada de Laplace ejercicios resueltos
 
Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden y aplicaciones(tema 1)
Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden y aplicaciones(tema 1)Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden y aplicaciones(tema 1)
Ecuaciones diferenciales lineales de primer orden y aplicaciones(tema 1)
 
Medina fisica2 cap2
Medina fisica2 cap2Medina fisica2 cap2
Medina fisica2 cap2
 
ECUACIONES DIFERENCIALES APLICADO A LA INGENIERIA CIVIL
ECUACIONES DIFERENCIALES APLICADO A LA INGENIERIA CIVILECUACIONES DIFERENCIALES APLICADO A LA INGENIERIA CIVIL
ECUACIONES DIFERENCIALES APLICADO A LA INGENIERIA CIVIL
 
Ejercicios sobre Transformada de Laplace
Ejercicios sobre Transformada de LaplaceEjercicios sobre Transformada de Laplace
Ejercicios sobre Transformada de Laplace
 
EJERCICIOS RESUELTOS SOBRE EL MÉTODO DE NEWTON Y EL MÉTODO DE LA SECANTE
EJERCICIOS RESUELTOS SOBRE EL MÉTODO DE NEWTON Y EL MÉTODO DE LA SECANTEEJERCICIOS RESUELTOS SOBRE EL MÉTODO DE NEWTON Y EL MÉTODO DE LA SECANTE
EJERCICIOS RESUELTOS SOBRE EL MÉTODO DE NEWTON Y EL MÉTODO DE LA SECANTE
 
Ecuaciones diferenciales.[dennis g. zill].[7 ed].solucionario
Ecuaciones diferenciales.[dennis g. zill].[7 ed].solucionarioEcuaciones diferenciales.[dennis g. zill].[7 ed].solucionario
Ecuaciones diferenciales.[dennis g. zill].[7 ed].solucionario
 
Cambio de variables de las integrales multiples
Cambio de variables de las integrales multiplesCambio de variables de las integrales multiples
Cambio de variables de las integrales multiples
 

Destacado

Ejercicios serie taylor
Ejercicios serie taylorEjercicios serie taylor
Ejercicios serie taylorlinagora1288
 
Serie de taylor
Serie de taylorSerie de taylor
Serie de taylorEdwin Esmc
 
18 series de taylor e de maclaurin
18 series de taylor e de maclaurin18 series de taylor e de maclaurin
18 series de taylor e de maclaurinGabriela Cristina
 
Serie de maclaurin para 1/(1-x)
Serie de maclaurin para 1/(1-x)Serie de maclaurin para 1/(1-x)
Serie de maclaurin para 1/(1-x)Qwerty1293
 
Diferenciación numérica Metodos Numericos
Diferenciación numérica Metodos NumericosDiferenciación numérica Metodos Numericos
Diferenciación numérica Metodos NumericosTensor
 
Errores de truncamiento
Errores de truncamientoErrores de truncamiento
Errores de truncamientoTensor
 
Ejercicios solucionados de oscilaciones y ondas unidad ondas electromagnetica...
Ejercicios solucionados de oscilaciones y ondas unidad ondas electromagnetica...Ejercicios solucionados de oscilaciones y ondas unidad ondas electromagnetica...
Ejercicios solucionados de oscilaciones y ondas unidad ondas electromagnetica...Lizeth Maritza Pena Pena
 
Definicion de twitter
Definicion de twitterDefinicion de twitter
Definicion de twitterpedroylucio
 
Instrucciones(raptor, java, c#)
Instrucciones(raptor, java, c#)Instrucciones(raptor, java, c#)
Instrucciones(raptor, java, c#)Markoos Riveroo
 
Sobre mecanica maquinas de volar
Sobre  mecanica maquinas de volarSobre  mecanica maquinas de volar
Sobre mecanica maquinas de volarrurenagarcia
 
Diferenciación por 3 y 5 puntos
Diferenciación por 3 y 5 puntosDiferenciación por 3 y 5 puntos
Diferenciación por 3 y 5 puntosalan moreno
 
Matlab 2 Capitulo 4
Matlab 2 Capitulo 4Matlab 2 Capitulo 4
Matlab 2 Capitulo 4guest4f4d78d
 
Placas-laminas-cupulas y cascarones
Placas-laminas-cupulas y cascaronesPlacas-laminas-cupulas y cascarones
Placas-laminas-cupulas y cascaronesDomi Salvo
 
Bie daalt 1 mathematik
Bie daalt 1 mathematikBie daalt 1 mathematik
Bie daalt 1 mathematikndalai
 

Destacado (20)

serie de taylor
 serie de taylor serie de taylor
serie de taylor
 
Ejercicios serie taylor
Ejercicios serie taylorEjercicios serie taylor
Ejercicios serie taylor
 
Serie de Taylor - R. Campillo
Serie de Taylor - R. CampilloSerie de Taylor - R. Campillo
Serie de Taylor - R. Campillo
 
Serie de taylor
Serie de taylorSerie de taylor
Serie de taylor
 
18 series de taylor e de maclaurin
18 series de taylor e de maclaurin18 series de taylor e de maclaurin
18 series de taylor e de maclaurin
 
Error
ErrorError
Error
 
Serie de maclaurin para 1/(1-x)
Serie de maclaurin para 1/(1-x)Serie de maclaurin para 1/(1-x)
Serie de maclaurin para 1/(1-x)
 
Diferenciación numérica Metodos Numericos
Diferenciación numérica Metodos NumericosDiferenciación numérica Metodos Numericos
Diferenciación numérica Metodos Numericos
 
Diferenciacion numerica
Diferenciacion numericaDiferenciacion numerica
Diferenciacion numerica
 
Errores de truncamiento
Errores de truncamientoErrores de truncamiento
Errores de truncamiento
 
Cap 4 5 6
Cap 4 5 6Cap 4 5 6
Cap 4 5 6
 
Ejercicios solucionados de oscilaciones y ondas unidad ondas electromagnetica...
Ejercicios solucionados de oscilaciones y ondas unidad ondas electromagnetica...Ejercicios solucionados de oscilaciones y ondas unidad ondas electromagnetica...
Ejercicios solucionados de oscilaciones y ondas unidad ondas electromagnetica...
 
LEONARDO DA VINCI
LEONARDO DA VINCILEONARDO DA VINCI
LEONARDO DA VINCI
 
Definicion de twitter
Definicion de twitterDefinicion de twitter
Definicion de twitter
 
Instrucciones(raptor, java, c#)
Instrucciones(raptor, java, c#)Instrucciones(raptor, java, c#)
Instrucciones(raptor, java, c#)
 
Sobre mecanica maquinas de volar
Sobre  mecanica maquinas de volarSobre  mecanica maquinas de volar
Sobre mecanica maquinas de volar
 
Diferenciación por 3 y 5 puntos
Diferenciación por 3 y 5 puntosDiferenciación por 3 y 5 puntos
Diferenciación por 3 y 5 puntos
 
Matlab 2 Capitulo 4
Matlab 2 Capitulo 4Matlab 2 Capitulo 4
Matlab 2 Capitulo 4
 
Placas-laminas-cupulas y cascarones
Placas-laminas-cupulas y cascaronesPlacas-laminas-cupulas y cascarones
Placas-laminas-cupulas y cascarones
 
Bie daalt 1 mathematik
Bie daalt 1 mathematikBie daalt 1 mathematik
Bie daalt 1 mathematik
 

Similar a Expansión polinomial en series de taylor

serie-de-taylor-y-mcl.ppt
serie-de-taylor-y-mcl.pptserie-de-taylor-y-mcl.ppt
serie-de-taylor-y-mcl.pptEmilioAndrs5
 
serie-de-taylor-y-mcl.pdf
serie-de-taylor-y-mcl.pdfserie-de-taylor-y-mcl.pdf
serie-de-taylor-y-mcl.pdfElMISA3
 
A. Cálculo Integral. Capítulo I. Sucesiones y Series. Complemento
A. Cálculo Integral. Capítulo I. Sucesiones y Series. ComplementoA. Cálculo Integral. Capítulo I. Sucesiones y Series. Complemento
A. Cálculo Integral. Capítulo I. Sucesiones y Series. ComplementoPablo García y Colomé
 
Serie de Taylor (18 de agosto).ppt
Serie de Taylor (18 de agosto).pptSerie de Taylor (18 de agosto).ppt
Serie de Taylor (18 de agosto).pptMarcelMndezMantuano
 
Calculo avanzado-formula de taylor
Calculo avanzado-formula de taylorCalculo avanzado-formula de taylor
Calculo avanzado-formula de taylorFernando Maguna
 
Método de Newton
Método de NewtonMétodo de Newton
Método de NewtonKike Prieto
 
TECNOLOGÍA SEÑAL
TECNOLOGÍA SEÑALTECNOLOGÍA SEÑAL
TECNOLOGÍA SEÑALcarlo29051
 
68908191 ejercicios-resueltos-derivacion
68908191 ejercicios-resueltos-derivacion68908191 ejercicios-resueltos-derivacion
68908191 ejercicios-resueltos-derivacionmilico
 
Metodos de la fisica 2
Metodos de la fisica 2Metodos de la fisica 2
Metodos de la fisica 2lis1322
 
guia de calculo1 colegio de ciencias y humanidades.pdf
guia de calculo1 colegio de ciencias y humanidades.pdfguia de calculo1 colegio de ciencias y humanidades.pdf
guia de calculo1 colegio de ciencias y humanidades.pdfAcostaDelRoDannaXime
 
Generador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontroladorGenerador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontroladorkattyusca
 
Generador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontroladorGenerador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontroladorkattyusca
 
Generador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontroladorGenerador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontroladorkattyusca
 
Escritura en latex
Escritura en latexEscritura en latex
Escritura en latexTalia Lara
 

Similar a Expansión polinomial en series de taylor (20)

serie-de-taylor-y-mcl.ppt
serie-de-taylor-y-mcl.pptserie-de-taylor-y-mcl.ppt
serie-de-taylor-y-mcl.ppt
 
serie-de-taylor-y-mcl.pdf
serie-de-taylor-y-mcl.pdfserie-de-taylor-y-mcl.pdf
serie-de-taylor-y-mcl.pdf
 
A. Cálculo Integral. Capítulo I. Sucesiones y Series. Complemento
A. Cálculo Integral. Capítulo I. Sucesiones y Series. ComplementoA. Cálculo Integral. Capítulo I. Sucesiones y Series. Complemento
A. Cálculo Integral. Capítulo I. Sucesiones y Series. Complemento
 
Serie de Taylor (18 de agosto).ppt
Serie de Taylor (18 de agosto).pptSerie de Taylor (18 de agosto).ppt
Serie de Taylor (18 de agosto).ppt
 
Calculo avanzado-formula de taylor
Calculo avanzado-formula de taylorCalculo avanzado-formula de taylor
Calculo avanzado-formula de taylor
 
Serie de-taylor-y-mcl
Serie de-taylor-y-mclSerie de-taylor-y-mcl
Serie de-taylor-y-mcl
 
Logaritmos
LogaritmosLogaritmos
Logaritmos
 
Método de Newton
Método de NewtonMétodo de Newton
Método de Newton
 
TECNOLOGÍA SEÑAL
TECNOLOGÍA SEÑALTECNOLOGÍA SEÑAL
TECNOLOGÍA SEÑAL
 
68908191 ejercicios-resueltos-derivacion
68908191 ejercicios-resueltos-derivacion68908191 ejercicios-resueltos-derivacion
68908191 ejercicios-resueltos-derivacion
 
Metodos de la fisica 2
Metodos de la fisica 2Metodos de la fisica 2
Metodos de la fisica 2
 
Fourier.pdf
Fourier.pdfFourier.pdf
Fourier.pdf
 
Seriespot0910 (1)
Seriespot0910 (1)Seriespot0910 (1)
Seriespot0910 (1)
 
guia de calculo1 colegio de ciencias y humanidades.pdf
guia de calculo1 colegio de ciencias y humanidades.pdfguia de calculo1 colegio de ciencias y humanidades.pdf
guia de calculo1 colegio de ciencias y humanidades.pdf
 
Generador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontroladorGenerador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontrolador
 
Generador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontroladorGenerador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontrolador
 
Generador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontroladorGenerador de señales seno en un microcontrolador
Generador de señales seno en un microcontrolador
 
Escritura en latex
Escritura en latexEscritura en latex
Escritura en latex
 
Undecimo
UndecimoUndecimo
Undecimo
 
Mate grado 11o
Mate grado 11oMate grado 11o
Mate grado 11o
 

Último

TRABAJO FINAL TOPOGRAFÍA COMPLETO DE LA UPC
TRABAJO FINAL TOPOGRAFÍA COMPLETO DE LA UPCTRABAJO FINAL TOPOGRAFÍA COMPLETO DE LA UPC
TRABAJO FINAL TOPOGRAFÍA COMPLETO DE LA UPCCarlosEduardoSosa2
 
Prueba de evaluación Geografía e Historia Comunidad de Madrid 4ºESO
Prueba de evaluación Geografía e Historia Comunidad de Madrid 4ºESOPrueba de evaluación Geografía e Historia Comunidad de Madrid 4ºESO
Prueba de evaluación Geografía e Historia Comunidad de Madrid 4ºESOluismii249
 
TEMA 14.DERIVACIONES ECONÓMICAS, SOCIALES Y POLÍTICAS DEL PROCESO DE INTEGRAC...
TEMA 14.DERIVACIONES ECONÓMICAS, SOCIALES Y POLÍTICAS DEL PROCESO DE INTEGRAC...TEMA 14.DERIVACIONES ECONÓMICAS, SOCIALES Y POLÍTICAS DEL PROCESO DE INTEGRAC...
TEMA 14.DERIVACIONES ECONÓMICAS, SOCIALES Y POLÍTICAS DEL PROCESO DE INTEGRAC...jlorentemartos
 
Tema 17. Biología de los microorganismos 2024
Tema 17. Biología de los microorganismos 2024Tema 17. Biología de los microorganismos 2024
Tema 17. Biología de los microorganismos 2024IES Vicent Andres Estelles
 
prostitución en España: una mirada integral!
prostitución en España: una mirada integral!prostitución en España: una mirada integral!
prostitución en España: una mirada integral!CatalinaAlfaroChryso
 
Feliz Día de la Madre - 5 de Mayo, 2024.pdf
Feliz Día de la Madre - 5 de Mayo, 2024.pdfFeliz Día de la Madre - 5 de Mayo, 2024.pdf
Feliz Día de la Madre - 5 de Mayo, 2024.pdfMercedes Gonzalez
 
PLAN DE REFUERZO ESCOLAR MERC 2024-2.docx
PLAN DE REFUERZO ESCOLAR MERC 2024-2.docxPLAN DE REFUERZO ESCOLAR MERC 2024-2.docx
PLAN DE REFUERZO ESCOLAR MERC 2024-2.docxiemerc2024
 
CONCURSO NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS.pptx
CONCURSO NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS.pptxCONCURSO NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS.pptx
CONCURSO NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS.pptxroberthirigoinvasque
 
PINTURA DEL RENACIMIENTO EN ESPAÑA (SIGLO XVI).ppt
PINTURA DEL RENACIMIENTO EN ESPAÑA (SIGLO XVI).pptPINTURA DEL RENACIMIENTO EN ESPAÑA (SIGLO XVI).ppt
PINTURA DEL RENACIMIENTO EN ESPAÑA (SIGLO XVI).pptAlberto Rubio
 
Desarrollo y Aplicación de la Administración por Valores
Desarrollo y Aplicación de la Administración por ValoresDesarrollo y Aplicación de la Administración por Valores
Desarrollo y Aplicación de la Administración por ValoresJonathanCovena1
 
1ro Programación Anual D.P.C.C planificación anual del área para el desarroll...
1ro Programación Anual D.P.C.C planificación anual del área para el desarroll...1ro Programación Anual D.P.C.C planificación anual del área para el desarroll...
1ro Programación Anual D.P.C.C planificación anual del área para el desarroll...JoseMartinMalpartida1
 
PLAN LECTOR 2024 integrado nivel inicial-miercoles 10.pptx
PLAN LECTOR 2024  integrado nivel inicial-miercoles 10.pptxPLAN LECTOR 2024  integrado nivel inicial-miercoles 10.pptx
PLAN LECTOR 2024 integrado nivel inicial-miercoles 10.pptxCamuchaCrdovaAlonso
 
ACRÓNIMO DE PARÍS PARA SU OLIMPIADA 2024. Por JAVIER SOLIS NOYOLA
ACRÓNIMO DE PARÍS PARA SU OLIMPIADA 2024. Por JAVIER SOLIS NOYOLAACRÓNIMO DE PARÍS PARA SU OLIMPIADA 2024. Por JAVIER SOLIS NOYOLA
ACRÓNIMO DE PARÍS PARA SU OLIMPIADA 2024. Por JAVIER SOLIS NOYOLAJAVIER SOLIS NOYOLA
 
Los avatares para el juego dramático en entornos virtuales
Los avatares para el juego dramático en entornos virtualesLos avatares para el juego dramático en entornos virtuales
Los avatares para el juego dramático en entornos virtualesMarisolMartinez707897
 
AEC 2. Aventura en el Antiguo Egipto.pptx
AEC 2. Aventura en el Antiguo Egipto.pptxAEC 2. Aventura en el Antiguo Egipto.pptx
AEC 2. Aventura en el Antiguo Egipto.pptxhenarfdez
 
Plan-de-la-Patria-2019-2025- TERCER PLAN SOCIALISTA DE LA NACIÓN.pdf
Plan-de-la-Patria-2019-2025- TERCER PLAN SOCIALISTA DE LA NACIÓN.pdfPlan-de-la-Patria-2019-2025- TERCER PLAN SOCIALISTA DE LA NACIÓN.pdf
Plan-de-la-Patria-2019-2025- TERCER PLAN SOCIALISTA DE LA NACIÓN.pdfcarolinamartinezsev
 

Último (20)

TRABAJO FINAL TOPOGRAFÍA COMPLETO DE LA UPC
TRABAJO FINAL TOPOGRAFÍA COMPLETO DE LA UPCTRABAJO FINAL TOPOGRAFÍA COMPLETO DE LA UPC
TRABAJO FINAL TOPOGRAFÍA COMPLETO DE LA UPC
 
Prueba de evaluación Geografía e Historia Comunidad de Madrid 4ºESO
Prueba de evaluación Geografía e Historia Comunidad de Madrid 4ºESOPrueba de evaluación Geografía e Historia Comunidad de Madrid 4ºESO
Prueba de evaluación Geografía e Historia Comunidad de Madrid 4ºESO
 
TEMA 14.DERIVACIONES ECONÓMICAS, SOCIALES Y POLÍTICAS DEL PROCESO DE INTEGRAC...
TEMA 14.DERIVACIONES ECONÓMICAS, SOCIALES Y POLÍTICAS DEL PROCESO DE INTEGRAC...TEMA 14.DERIVACIONES ECONÓMICAS, SOCIALES Y POLÍTICAS DEL PROCESO DE INTEGRAC...
TEMA 14.DERIVACIONES ECONÓMICAS, SOCIALES Y POLÍTICAS DEL PROCESO DE INTEGRAC...
 
Novena de Pentecostés con textos de san Juan Eudes
Novena de Pentecostés con textos de san Juan EudesNovena de Pentecostés con textos de san Juan Eudes
Novena de Pentecostés con textos de san Juan Eudes
 
Tema 17. Biología de los microorganismos 2024
Tema 17. Biología de los microorganismos 2024Tema 17. Biología de los microorganismos 2024
Tema 17. Biología de los microorganismos 2024
 
Sesión de clase APC: Los dos testigos.pdf
Sesión de clase APC: Los dos testigos.pdfSesión de clase APC: Los dos testigos.pdf
Sesión de clase APC: Los dos testigos.pdf
 
prostitución en España: una mirada integral!
prostitución en España: una mirada integral!prostitución en España: una mirada integral!
prostitución en España: una mirada integral!
 
Feliz Día de la Madre - 5 de Mayo, 2024.pdf
Feliz Día de la Madre - 5 de Mayo, 2024.pdfFeliz Día de la Madre - 5 de Mayo, 2024.pdf
Feliz Día de la Madre - 5 de Mayo, 2024.pdf
 
PLAN DE REFUERZO ESCOLAR MERC 2024-2.docx
PLAN DE REFUERZO ESCOLAR MERC 2024-2.docxPLAN DE REFUERZO ESCOLAR MERC 2024-2.docx
PLAN DE REFUERZO ESCOLAR MERC 2024-2.docx
 
Usos y desusos de la inteligencia artificial en revistas científicas
Usos y desusos de la inteligencia artificial en revistas científicasUsos y desusos de la inteligencia artificial en revistas científicas
Usos y desusos de la inteligencia artificial en revistas científicas
 
CONCURSO NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS.pptx
CONCURSO NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS.pptxCONCURSO NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS.pptx
CONCURSO NACIONAL JOSE MARIA ARGUEDAS.pptx
 
PINTURA DEL RENACIMIENTO EN ESPAÑA (SIGLO XVI).ppt
PINTURA DEL RENACIMIENTO EN ESPAÑA (SIGLO XVI).pptPINTURA DEL RENACIMIENTO EN ESPAÑA (SIGLO XVI).ppt
PINTURA DEL RENACIMIENTO EN ESPAÑA (SIGLO XVI).ppt
 
Desarrollo y Aplicación de la Administración por Valores
Desarrollo y Aplicación de la Administración por ValoresDesarrollo y Aplicación de la Administración por Valores
Desarrollo y Aplicación de la Administración por Valores
 
1ro Programación Anual D.P.C.C planificación anual del área para el desarroll...
1ro Programación Anual D.P.C.C planificación anual del área para el desarroll...1ro Programación Anual D.P.C.C planificación anual del área para el desarroll...
1ro Programación Anual D.P.C.C planificación anual del área para el desarroll...
 
PLAN LECTOR 2024 integrado nivel inicial-miercoles 10.pptx
PLAN LECTOR 2024  integrado nivel inicial-miercoles 10.pptxPLAN LECTOR 2024  integrado nivel inicial-miercoles 10.pptx
PLAN LECTOR 2024 integrado nivel inicial-miercoles 10.pptx
 
Power Point E. S.: Los dos testigos.pptx
Power Point E. S.: Los dos testigos.pptxPower Point E. S.: Los dos testigos.pptx
Power Point E. S.: Los dos testigos.pptx
 
ACRÓNIMO DE PARÍS PARA SU OLIMPIADA 2024. Por JAVIER SOLIS NOYOLA
ACRÓNIMO DE PARÍS PARA SU OLIMPIADA 2024. Por JAVIER SOLIS NOYOLAACRÓNIMO DE PARÍS PARA SU OLIMPIADA 2024. Por JAVIER SOLIS NOYOLA
ACRÓNIMO DE PARÍS PARA SU OLIMPIADA 2024. Por JAVIER SOLIS NOYOLA
 
Los avatares para el juego dramático en entornos virtuales
Los avatares para el juego dramático en entornos virtualesLos avatares para el juego dramático en entornos virtuales
Los avatares para el juego dramático en entornos virtuales
 
AEC 2. Aventura en el Antiguo Egipto.pptx
AEC 2. Aventura en el Antiguo Egipto.pptxAEC 2. Aventura en el Antiguo Egipto.pptx
AEC 2. Aventura en el Antiguo Egipto.pptx
 
Plan-de-la-Patria-2019-2025- TERCER PLAN SOCIALISTA DE LA NACIÓN.pdf
Plan-de-la-Patria-2019-2025- TERCER PLAN SOCIALISTA DE LA NACIÓN.pdfPlan-de-la-Patria-2019-2025- TERCER PLAN SOCIALISTA DE LA NACIÓN.pdf
Plan-de-la-Patria-2019-2025- TERCER PLAN SOCIALISTA DE LA NACIÓN.pdf
 

Expansión polinomial en series de taylor

  • 1. Luis E. Loaiza Guillen. EXPANSIÓN POLINOMIAL EN SERIES DE TAYLOR DEFINICIÓN Sea f una función cuyas “n” derivadas existen en un intervalo I , y estas no tienen un tamaño desmesurado; es decir, están acotadas: ( )n f x k x I  Entonces, se verifica que: 2 3 ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( )( ) ( ) ( ) ... ... 1! 2! 3! ! n n f a x a f a x a f a x a f a x a f x f a n             Donde: a I Es decir, una función infinitamente derivable en un intervalo puede representarse como un polinomio a partir de sus derivadas evaluadas en un punto “a ”* de dicho intervalo. De manera más compacta: 0 ( ) ( ) ( ) ! n n n x a f x f a n      Esta fórmula, presentada por el matemático inglés Brook Taylor (1685-1731) en su Methodus Incrementorum Directa et Inversa (1715); es conocida como la fórmula de Taylor. Hacer una función equivalente a un polinomio de Taylor permite aproximar los valores mediante operaciones más simples (productos y sumas), aplicar las propiedades de las sumatorias, aproximar derivadas e integrales, entre otros. *Cuando el punto escogido (“a ”), para evaluar la función y sus derivadas, es 0; la serie toma el nombre de Maclaurin; en honor a Colin Maclaurin (1698-1746) quien estudió este caso particular de la series de Taylor.
  • 2. Luis E. Loaiza Guillen. Ejemplo 1. Calcúlese la serie de Taylor de ( ) x f x e Empezamos derivando, tratando de obtener un patrón; lo que es fácil con esta función: ( ) , ( ) , ( ) ,..., ( )x x x n x f x e f x e f x e f x e     Entonces, de la fórmula: 2 3 ( ) ( ) ( ) ( ) ... ... 1! 2! 3! ! a a a a n x a e x a e x a e x a e x a e e n           Tomamos un punto (“ a ”), de fácil cálculo y con el que existan las derivadas; en este caso escogemos a =0. 0 0 2 0 3 0 0 2 3 ( 0) ( 0) ( 0) ( 0) ... ... 1! 2! 3! ! 1( ) ( ) ( ) ( ) 1 ... ... 1! 2! 3! ! n x n x e x e x e x e x e e n x x x x e n                 De tal modo la serie para ( ) x f x e , es: 2 3 4 5 1 ... ... 1! 2! 3! 4! 5! ! n x x x x x x x e n         De forma más simple: 0 ! n x n x e n     Es decir, evaluar ( ) x f x e resulta igual a evaluar el polinomio infinito 0 ! n n x n    ; por ejemplo: 1 0 0 1 1 (1) ! ! n n n f e n n         Desarrollando el polinomio hasta 5° grado: 1 1 1 1 1 1 2.716 1! 2! 3! 4! 5! e       
  • 3. Luis E. Loaiza Guillen. Ejemplo 2. Calcúlese la serie de Taylor de ( ) ln( )f x x Las derivadas: 1 2 3 4 1 1 1.2 2.3 ( 1) ( 1)! ( ) , ( ) , ( ) ( ) ,..., ( ) n IV n n n f x f x f x f x f x x x x x x             De la fórmula de Taylor: 2 3 1 2 3 1 ( ) 1( ) 1 ( ) ( 1) ( ) ln( ) ln( ) ... ... 1 2 3 n n n x a x a x a x a x a a a a a n              Resulta evidente que “ a ” no puede ser 0 (no admite una serie de Maclaurin) ya que no es derivable – ni continua- en ese punto; por comodidad se toma a =1. 2 3 1 2 3 1( 1) 1( 1) 1 ( 1) ( 1) ( 1) ln( ) ln(1) ... ... 1 1 1 2 1 3 1 n n n x x x x x n              2 3 4 1 ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) ln( ) ... ... 1 2 3 4 1 n n x x x x x x n               Entonces: 1 0 ( 1) ( 1) ln( ) ( 1) n n n x x n        CONVERGENCIA La aproximación con series de Taylor es mejor – para cualquier grado de desarrollo – mientras más cerca esté el número del punto de prueba ( a ). Es decir, hay un intervalo de convergencia centrado en “ a ”; con un radio de convergencia “ r ” (que pertenece al intervalo I ); para el cual la serie converge.
  • 4. Luis E. Loaiza Guillen. Teorema Sea 0 ( )n n n u x a    una serie cualquiera; entonces se cumple una de las condiciones: → La serie solo converge (es exacta) para “ a ”. (r =0) → La serie converge para cualquier valor de “x”. ( r =) → La serie converge para un intervalo ( ;a r a r  ); con 0r  . Ejemplo 3. Usemos la serie hallada en el ejemplo 2; para aproximar ln(1.2) y ln(3) desarrollando el polinomio hasta quinto grado: 2 3 4 5 2 3 4 5 (1.2 1) (1.2 1) (1.2 1) (1.2 1) (1.2 1) ln(1.2) 0.18233 1 2 3 4 5 (3 1) (3 1) (3 1) (3 1) (3 1) ln(3) 5.06667 1 2 3 4 5                       Comparando con los valores reales (redondeado a 5 decimales): ln(1.2) 0.18232 ln(3) 1.09861   Se puede observar que la aproximación es muy buena para ln(1.2), mas no para ln(3); lo que se explica por la cercanía con el punto de prueba ( a =1). Es evidente que 3 está fuera del intervalo de convergencia.
  • 5. Luis E. Loaiza Guillen. CÁLCULO DEL INTERVALO DE CONVERGENCIA: “PRUEBA DE LA RAZÓN” (CRITERIO DE D´ALEMBERT) Supongamos una serie de Taylor: 0 ( , ) ( )n n n T f a u x a     , donde los nu son los coeficientes; entonces, se justifica que los términos vayan haciéndose más pequeños (ya que el denominador factorial se hace más grande), es decir, para cualquier n: 1 1( ) ( )n n n nu x a u x a     La prueba de la razón consiste en evaluar el límite: 1 1( ) lim 1 ( ) n n nn n u x a u x a       Dado que: 1 1 1 1 1 ( ) ( ) lim lim ( ) lim 1 ( )( ) n n n n n nnn n n n nn u x a x a u u x a x a u uu x a                Después de calcular el límite, resulta un intervalo en “x”. Ejemplo 4. Calcular el intervalo de convergencia de 1 0 ( 1) ( 1) ln( ) ( 1) n n n x x n        1 2 1 1 2 1 11 1 1 ( 1) ( 1) ( ) ( 2) ( 1) ( 1) ( 1) lim lim lim ( 2)( 1) ( 1)( ) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) ( 1) lim 1 lim 1 ( 2) ( 2) n n n n n n n nn n nn n n n n n x u x a n x n n xu x a x n x n n x n n                                     Evaluando el límite: ( 1) 1lim 1 1 1 1 1 0 2 ( 2)n n x x x x n               El intervalo de convergencia es exactamente: 0;2] . Y el radio de convergencia es 1.
  • 6. Luis E. Loaiza Guillen. Ejemplo 5. La serie de Maclaurin para la función seno es: 2 1 0 ( 1) ( ) ( ) (2 1)! n n n x sen x n       ; calcule el intervalo de convergencia. Usando la prueba de la razón: 1 2 3 1 1 2 3 1 2 12 1 1 2 2 ( 1) ( ) ( ) (2 3)! ( 1) ( ) (2 1)! lim lim lim ( 1) ( ) (2 3)!( ) ( 1) ( ) (2 1)! ( 1) ( ) 1 lim lim 1 (2 2)(2 3) (2 2)(2 3) n n n n n n n nn n nn n n n n n x u x a n x n x nu x a x n x x n n n n                                Calculando el límite: 2 (0) 1 0 1x    Lo que indica que la serie converge para todo x. APROXIMACIÓN Y ACOTACIÓN DEL ERROR Al realizar una aproximación con una serie de Taylor uno está limitado - obligado - a realizar una suma finita; Es decir, escoger el grado hasta el que se desarrollará el polinomio. Tomemos la expansión de Taylor para la función exponencial (ejemplo 1) para calcular una aproximación del número de Euler (e); podríamos desarrollar el polinomio a distintos grados: 1 1 1 1 1 1 2.71667 1! 2! 3! 4! 5! e        1 1 1 1 1 1 1 2.71806 1! 2! 3! 4! 5! 6! e         1 1 1 1 1 1 1 1 2.71825 1! 2! 3! 4! 5! 6! 7! e          ←aproximación de quinto grado (n=5) ←aproximación de sexto grado (n=6) ←aproximación de séptimo grado (n=7)
  • 7. Luis E. Loaiza Guillen. Entonces si aproximamos una función ( )f x por una suma finita de grado “n” ( , )nT f a ; el error cometido es: ( ) ( , )nf x T f a   En otras palabras se comete un error por todos aquellos términos que no se sumaron, este se puede acotar: nR  Donde nR es el resto de Lagrange, que se expresa: 1 1 ( )( ) ( 1)! n n n f x a R a x n          Que representa el máximo error cometido en la aproximación de grado “n”. Ejemplo 6. Estime el error cometido al calcular ( ) 6 sen  con un polinomio de Taylor de 5° grado. Del ejemplo 5, sabemos: 3 5 5 (sin( ),0) 3! 5! x x T x x   3 5 5 6 6 (sin( ),0) 0.500002 6 6 3! 5! T                    El resto de Lagrange: 7 7 6 6 5 7 ( ) 6 2.14*10 2.14*10 (7)! 6 7! R           6 5(sin( ),0) 0.500002 2.14*10 6 T    
  • 8. Luis E. Loaiza Guillen. Ejemplo 7. Calcule el grado del polinomio para obtener una aproximación de 1 e con un error menor a 10-4 . Sabemos: 0.5 4 0 1 ( 0.5) 10 ! n n e con ne          Usando el Teorema Lagrange: 1 4 4( 0.5) 10 10 ( 1)! n n e R n         Tomando un ϴ que haga máximo el resto entre <-0.5;0> 0 1 1 4( 0.5) ( 0.5) 10 ( 1)! ( 1)! n n e n n         Entonces el menor número “n” que cumple la desigualdad: 5 1 4( 0.5) 1 10 (5 1)! 46080      Podemos comprobarlo: 0 2 3 4 5 0.5 ( 0.5) ( 0.5) ( 0.5) ( 0.5) ( 0.5) ( 0.5) 0.606510... 0! 1! 2! 3! 4! 5! e              El resultado exacto: 0.606530… (se comprueba que el error aparece en la cuarta cifra decimal, como se quería)
  • 9. Luis E. Loaiza Guillen. COMPOSICION Y SUSTITUCION Ejemplo8. Calcule ( ( ),0)T g x con ( ) x x g x e e   , y su intervalo de convergencia. Queremos expandir alrededor de 0, la función que resulta de restar otras funciones; partiendo de: 2 3 4 5 0 1 ... ! 1! 2! 3! 4! 5! ! n n x n x x x x x x x e n n            Haciendo: x x  Obtenemos: 2 3 4 5 0 0 ( ) ( 1) 1 ... ! ! 1! 2! 3! 4! 5! n n n x n n x x x x x x x e n n                  Restando ambas series: 3 5 7 0 0 ( 1) 2 2 2 2 ( ) ... ! ! 1! 3! 5! 7! n n n x x n n x x x x x x g x e e n n                 3 5 7 2 1 0 ( ) 2( ...) 2 1! 3! 5! 7! (2 1)! n x x n x x x x x g x e e n              Se puede demostrar que converge para todo x.
  • 10. Luis E. Loaiza Guillen. CÁLCULO DE LÍMITES Teorema Sea el límite L lim ( ) x a f x   , y ( , )nT f a la serie que representa a ( )f x alrededor de “ a ”, entonces: L lim ( ) lim ( , )n x a x a f x T f a     Ejemplo 9. Demuestre que el límite hacia cero de la función seno cardinal es 1, usando series de Taylor. sin sinc( ) x x x  Sabemos que la serie para la función seno: 2 1 3 5 7 9 0 ( 1) ( ) ( ) ... (2 1)! 3! 5! 7! 9! n n n x x x x x sen x x n            Luego, para un mismo valor de x; distinto de 0: 2 4 6 8 2 0 sen 1 ... 3! 5! 7! 9! sen ( 1) ( ) (2 1)! n n n x x x x x x x x x n            Donde resulta evidente: 0 0 sin lim sinc( ) lim 1 x x x x x   
  • 11. Luis E. Loaiza Guillen. DIFERENCIACIÓN E INTEGRACIÓN Teorema Sea 0 ( , ) ( )n n n n T f a u x a     una serie que representa a ( )f x y converge alrededor de “ a ” con un radio de convergencia “r ”, entonces: → La serie 1 1 ( 1)( )n n n u n x a      representa a '( )f x y tiene el mismo radio de convergencia, mas no necesariamente converge en los extremos del intervalo. → La serie 1 0 ( ) 1 n n n x a u n      representa a 0 ( ) x f x dx con " "x que pertenece al intervalo de convergencia. En resumen, derivar o integrar término a término una serie que representa una función; genera la serie de su derivado o integral, con el mismo radio de convergencia. Ejemplo 10. Obténgase la serie para 1 1 x Conocemos que 1 0 ( 1) ( 1) ln( ) ( 1) n n n x x n        Sustituyendo 1x x  , en la serie. 1 1 1 0 0 0 ( 1) (1 1) ( 1) ( ) ( ) ln(1 ) ( 1) ( 1) ( 1) n n n n n n n n x x x x n n n                         Luego, como: (ln(1 )) 1 1 d x dx x     1 0 0 2 3 0 (ln(1 )) ( ) ( 1)( ) 1 ( ) ( 1) ( 1) 1 1 1 ..... 1 n n n n n n d x d x n x dx dx n n x x x x x x                         
  • 12. Luis E. Loaiza Guillen. Ejemplo 11. Mediante integración, obtenga la serie para ( ) arctan( )h x x Por el ejemplo anterior, sabemos 0 1 1 n n x x      Si sustituimos 2 x x  Conseguimos: 2 2 2 0 2 2 0 1 1 ( ) 1 ( ) 1 1 ( 1) 1 n n n n n x x x x x                Como: 2 0 1 arctan( ) 1 x dx x x   , la función es equivalente a:  2 2 4 6 00 0 ( ) ( 1) 1 ... x x n n n h x x dx x x x dx                3 5 7 arctan( ) .... 3 5 7 x x x x x    Por lo que: 2 1 0 ( 1) ( ) arctan( ) 1 1 2 1 n n n x h x x x n          
  • 13. Luis E. Loaiza Guillen. MÉTODO NUMÉRICO PARA RESOLVER ECUACIONES DIFERENCIALES Sea la ecuación diferencial ordinaria y el valor inicial, el PVI: 0 0 ( , ) ( ) dy f x y dx y x y   Con solución: ( )y y x De la formula de Taylor: 2 3 0 0 0 0 0 0 0 2 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ''( )( ) '''( )( ) ( ) ( ) '( )( ) ... 2! 3! '( , )( ) ''( , )( ) ( ) ( ) ( , )( ) ... 2! 3! y x x x y x x x y x y x y x x x f x y x x f x y x x y x y x f x y x x                 En general para el problema: Se puede aproximar la solución de la ecuación diferencial (función) para un punto cercano al valor inicial, centrando una serie de Taylor en el valor inicial en este punto A veces, para obtener un valor más exacto de un punto cualquiera conviene dividir el intervalo entre el punto que se tiene y el deseado, de tal forma que se tomen siempre valores cercanos; mientras se van centrando sucesivas series en cada iteración *La aproximación lineal: 0 0 0 0 0 0 0( ) ( ) '( )( ) ( ) ( , )( )y x y x y x x x y x f x y x x      Es conocido como el método de Euler 1 0 0 0 0 ( , , ', '',..., ) 0 ( ), '( ), ''( ),..., ( ) n n F x y y y y PVI y x y x y x y x    
  • 14. Luis E. Loaiza Guillen. Ejemplo 12. Emplee el método de Taylor para aproximar y(0.5), usando un polinomio de tercer grado, y compare con el valor exacto; dado el problema: ' 2 (0) 0 y y x y     Primero resolveremos la ecuación diferencial analíticamente, observando que es lineal: ( 1) 2 2 dy y x dy ydx xdx dx         El factor integrante: ( 1)dx x e e       2 2 ( ) 2 ( ) 2 2( 1) x x x x x x x x x x x e dy ydx e xdx e dy e ydx xe dx d e y xe dx d e y xe dx e y x e c                             La solución general: ( ) 2( 1) x y x x ce   Y la particular: (0) 2(0 1) 0 2 ( ) 2( 1) 2 x y c c y x x e           El valor que se pide: 0.5 (0.5) 2(0.5 1) 2 0.29744y e     Ahora usando el polinomio de Taylor, con el valor inicial: 2 3 ''(0)( ) '''(0)( ) ( ) (0) '(0)( ) ... 2! 3! y x y x y x y y x     Sabemos ' 2 '' ' 2 ''' ''y y x y y y y       (0) 0, '(0) 0, '' 2 ''' 2n y y y y y n       
  • 15. Luis E. Loaiza Guillen. En general, la serie (de Maclaurin) sería: 2 3 4 5 ( ) ( 2) ( ) ( 2) ( ) ( 2) ( ) ( 2) ( ) 0 0 ... 2! 3! 4! 5! x x x x y x           Factorizando: 2 3 4 5 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 ... 2! 3! 4! 5! x x x x y x           Haciendo algunos arreglos 2 3 4 5 2 3 4 5 0 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 1 ... 2! 3! 4! 5! ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2( 1) 2 1 ... 2( 1) 2 2! 3! 4! 5! ! n n x x x x y x x x x x x x x y x x x x n                                  Por lo que se puede demostrar que se obtiene la solución exacta: ( ) 2( 1) 2 x y x x e   Ahora, numéricamente el valor pedido: 2 3 (0.5) ( 2) (0.5) ( 2) 7 (0.5) 0 0 0.29167 2! 3! 24 y           Ahora si agregásemos un par de términos más (polinomio de 5 grado): 2 3 4 5 (0.5) ( 2) (0.5) ( 2) (0.5) ( 2) (0.5) ( 2) 571 (0.5) 0 0 0.2974 2! 3! 4! 5! 1920 y               Otra forma de aumentar la exactitud, sin agregar términos: haciendo iteraciones. 2 3 2 3 2 3 (0.25) ( 2) (0.25) ( 2) 13 (0.25) 0 0 0.06771 2! 3! 192 ''(0.25)( 0.25) '''(0.25)( 0.25) ( ) (0.25) '(0.25)( 0.25) 2! 3! ''(0.25)(0.25) '''(0.25)(0.25) (0.5) (0.25) '(0.25)(0.25) 0.2 2! 3! y y x y x y x y y x y y y y y                        9656
  • 16. Luis E. Loaiza Guillen. PROBLEMAS PROPUESTOS 1. Muestre los polinomios finitos: a) 2 3( 1 sin( ), )T x x   b) 3(tan( ), ) 4 T x  c) 2 4( ln(1 ),0)T x x  d) 5 2 1 ( ,1) 1 T x  2. Obtenga las series correspondientes a las siguientes funciones alrededor de los puntos indicados: a) ln( )x x , a=1 b) arcsin( )x , a=0 c) cos( )x , a=0 d) 2 ( 1)x   , a=0 3. Pruebe que la serie 2 1 0 2 1 n n x n     representa a 1 log( ) 1 x x   y calcule su intervalo de convergencia. ¿En qué punto coinciden? 4. Calcule el radio de convergencia de la serie de potencias: a) 0 ( !) n n n x    b) 0 2 n n z  5. Calcule el intervalo de convergencia para la serie del ejemplo 10, si esta representa una serie geométrica de razón “x”>0. 6. Aproxime 3 8.5 , usando un polinomio de quinto grado ¿Dónde lo centraría?; estime el error y use el valor exacto para calcular el error absoluto. Trabaje con seis decimales. 7. Use un polinomio de Maclaurin de noveno grado para arcsin( )x (ver problema 2. b)) y aproxime  ; acote el error. Sugerencia: use 6arcsin(0.5)  . 8. ¿Qué grado debe tener el polinomio de Taylor que aproxima a 1/ xalrededor de x=1, para aproximar1/1.3, con un error máximo de 5 10 . Sugerencia: derive la serie del ejemplo 2.
  • 17. Luis E. Loaiza Guillen. 9. Dentro de una circunferencia de radio “R” se inscribe un cuadrado; dentro de este, otra circunferencia; y asi sucesivamente. a) plantee la serie que representa la suma del area de todos los círculos (S1) y la de todos los cuadrados (S2). b) use la serie del ejemplo 10 para calcular S1 y S2, en función de “R”. 10. ¿En qué intervalo la aproximación de cos( )x con 2 4 6 1 2! 4! 6! x x x    tiene error máximo de 6 10 ? 11. Obtenga las series usando empleando el procedimiento sugerido, e indique el valor del punto de evaluación. a) sin(2 )cos(2 )x x . Sugerencia: Sustitución y razón trigonométrica de un ángulo doble. b) 10log (5 )x . Sugerencia: Cambio de base y sustitución, o logaritmo de un producto. c) 2 cos( )x xe x  . Sugerencia: Sustitución y multiplicación. d) 2 3 x x x  . Sugerencia: Descomposición en fracciones parciales. 12. Calcule los límites: a) 20 1 cos( ) lim x x x  b) 0 1 lim x x e x  c) 30 arcsin( ) lim x x x x  d) 10 1 log ( ) lim (1 )x x x  13. Estime: 2 1 0 x e dx  14. Obtenga la serie que representa sin( )w dw w y calcule su intervalo de convergencia. 15. A partir de 0 1 1 n n x x      , obtenga la serie que representa 2 5 (1 ) x x .
  • 18. Luis E. Loaiza Guillen. 16. Aproveche que 2 0 sin(2 ) sin ( ) x x dx x (ver problema 11.a)), para calcular 2 (sin ( ),0)T x . Calcule también 2 (cos ( ),0)T x . 17. Sea el problema: '' (0) 0 '(0) 1 x y xe y y      Aproxime y(0.3) usando un polinomio de Taylor de tercer grado, calculando: a) Directamente el valor con la formula de Taylor a=0. b) Primero y(0.1), con a=0; luego, y (0.2) con a=0.1 y y(0.3), con a=0.2 (tres iteraciones). Calcule en ambos casos el error absoluto, si y(0.3)=-0.294759973 18. Muestre el polinomio cúbico que aproxima la solución 2 ' 1x y e x   , si coinciden en y(0)=1. ¿Puede mostrar la forma de la solución 2 1 2 0 ( ) 0.5 1 !(2 1) n n x y x x x n n         ? Sugerencia: realice una integración semejante al problema 13. 19. Obtenga los coeficientes de la parábola 2 ax bx c  que aproxima, en las cercanías de x=0, a la solución del problema: '' ' ( 1) 5 (0) 0 '(0) 3 x u e u x u u u         20. Use 0 ! n x n x e n     , con el cambio x i ( 1i   ), para demostrar la identidad de Euler: cos( ) sin( )i e i    Sugerencia: Sustituya y reagrupe los términos de la serie exponencial.