Enunciado
Cálculo - Cálculo Volume 2 - 8ª Edição - James Stewart- Ed: 8º - Capítulo 11.10 - Ex. 47
Encontre a série de Maclaurin de (através de qualquer método) e o seu raio de convergência. Faça o gráfico de e os seus primeiros polinômios de Taylor no mesmo gráfico. O que você percebe sobre a relação entre esses polinômios e ?
Passo 1
Olá pessoal, tudo bem?
Nesse exercício iremos analisar a função:
Para resolver este problema, primeiro vamos entender a função e, em seguida, definir nossa estratégia de resolução. Vamos utilizar a série de Maclaurin para e, em seguida, substituir na função .
Com o auxílio da Tabela 1, temos que:
Passo 2
Substituindo por , obtemos a série para
Ao multiplicar pela série de , obtemos a série para . No entanto, é importante notar que a potência de é após a multiplicação.
Portanto, a série resultante para é:
E, reescrevendo essa série, podemos ver que o primeiro termo, , é substituído por após a multiplicação por . Portanto, começamos a nova série com .
Para manter a ordem dos termos, vamos ajustar o índice da soma de para .
Quando ajustamos o índice de soma, a fórmula Surge porque, ao iniciar a soma de , queremos que o primeiro termo corresponda a , que é . Para manter essa correspondência, substituímos por no denominador , o que nos dá
Portanto, a série reescrita para é:
Passo 3
Como a série para converge para todo x, o mesmo acontece para a série de . Assim, seu raio de convergência é:
O gráfico que compara e os primeiros polinômios de Taylor é mostrado a seguir:
Através do gráfico é possível notar que se aproxima de próximo de zero conforme aumenta.
Resposta
Através do gráfico é possível notar que se aproxima de próximo de zero conforme aumenta.