15. Szeregi potęgowe#
15.1. Zadania na zajęcia#
Uwaga 15.4
W rozwiązaniach poniższych zadań mogą być przydatne rozwinięcia funkcji:
\( \displaystyle \frac 1 {1 -x} = \SeriesP x^n \qquad\) dla \(x \in (-1,1)\)
\( \displaystyle e^x = \SeriesP \frac {x^n}{n!} \qquad\) dla \(x \in \rr\)
\( \displaystyle \ln(1+x) = \Series \frac{(-1)^{n+1}} n \cdot x^n \qquad\) dla \(x \in (-1,1]\)
\( \displaystyle \sin x = \SeriesP \frac {(-1)^n}{(2n+1)!} \cdot x^{2n+1} \qquad\) dla \(x \in \rr\)
\( \displaystyle \cos x = \SeriesP \frac {(-1)^n}{(2n)!} \cdot x^{2n} \qquad\) dla \(x \in \rr.\)
Ćwiczenie 15.6
Wyznacz promień zbieżności i przedział zbieżności szeregu potęgowego:
\(\displaystyle \SeriesP \frac {4^n}{n+1} (2-x)^n \)
\(\displaystyle \sum_{n=2}^\infty \frac {(x-1)^n}{n\cdot 2^n \ln n} . \)
Informacja
Warto spojrzeć na Ćw. 14.1.
Ćwiczenie 15.7
Oblicz sumę szeregu liczbowego \(\displaystyle \SeriesP \frac {(n+1)(n+2)(n+3)}{3^n}\).
Informacja
Warto spojrzeć na Ćw. 14.3.
Ćwiczenie 15.8
Korzystając ze znanych rozwinięć, rozwiń w szereg Maclaurina funkcję \(f\), podaj dla jakich \(x\in\rr\) prawdziwe jest to rozwinięcie i oblicz podane pochodne dla:
\(f(x) = x^3 \cos 4x, \quad\) oblicz: \(f^{(13)}(0), f^{(14)}(0)\)
\(f(x) = x^5 \ln(2+x), \quad\) oblicz: \(f^{(4)}(0)\), \(f^{(23)}(0)\)
\(\displaystyle f(x) = \frac {-5x^5} {x^2 + 4}, \quad\) oblicz: \(f^{(4)}(0)\), \(f^{(19)}(0)\)
\(\displaystyle f(x) = \frac {1} {x^2 - 3x + 2}, \quad\) oblicz: \(f^{(17)}(0)\)
\(\displaystyle f(x) = \frac {-2} {x^4 - 2x^2 + 1}, \quad\) oblicz: \(f^{(12)}(0).\)
Ćwiczenie 15.9
Całkując rozwinięcie Maclaurina funkcji
znajdź rozwinięcie Maclaurina funkcji \(f(x) = \arctan x\). Pokaż, że jest ono prawdziwe dla \(x\in [-1,1]\). Ponadto pokaż, że
Informacja
Warto spojrzeć na Ćw. 14.2.
15.2. Zadania domowe#
Ćwiczenie 15.10
Wyznacz promień zbieżności i przedział zbieżności szeregu potęgowego:
\(\displaystyle \SeriesP \frac {(x+3)^{2n}}{5^n + 7^n} \)
\(\displaystyle \SeriesP \frac {\ln(n+2)}{n+2} (x-1)^n \)
\(\displaystyle \sum_{n=2}^\infty \frac {3^n}{n \Paren{\ln n}^2} (-x)^n. \)
Informacja
Warto spojrzeć na Ćw. 14.1.
Ćwiczenie 15.11
Oblicz sumę szeregu liczbowego \(\displaystyle \SeriesP \frac {1}{n\cdot 3^n}\).
Ćwiczenie 15.12
Korzystając ze znanych rozwinięć, rozwiń w szereg Maclaurina funkcję \(f\), podaj dla jakich \(x\in\rr\) prawdziwe jest to rozwinięcie i oblicz podane pochodne dla:
\(\displaystyle f(x) = x^5 \ln(2+x^3), \quad\) oblicz: \(f^{(8)}(0)\), \(f^{(11)}(0)\)
\(\displaystyle f(x) = x^6 \arctan x, \quad\) oblicz: \(f^{(11)}(0), f^{(22)}(0)\)
\(\displaystyle f(x) = x \arctan x^2, \quad\) oblicz: \(f^{(27)}(0), f^{(36)}(0)\)
\(\displaystyle f(x) = x^5 \cos^2 x, \quad\) oblicz: \(f^{(55)}(0), f^{(66)}(0)\)
\(\displaystyle f(x) = \frac {x^5 - 2x^3} {4 + x^2}, \quad\) oblicz: \(f^{(10)}(0), f^{(11)}(0)\)
\(\displaystyle f(x) = \frac {x^6} {4 - x^2}, \quad\) oblicz: \(f^{(10)}(0), f^{(11)}(0)\)
\(\displaystyle f(x) = \frac {3x^7} {2 + 3x - 2x^2}, \quad\) oblicz: \(f^{(9)}(0).\)