Seja , com
Determine o polinômio de Taylor de ordem de em torno do ponto .
Usando o item , calcule um valor aproximado para e para . Verifique que o erro em ambas as aproximações é menor do que .
Passo 1
Primeiro vamos achar o polinômio de grau da função .
A primeira coisa que temos que fazer é achar as derivadas até ordem da função :
Agora temos que achar essas derivadas no ponto que ele deu, além da própria função:
Passo 2
Agora temos que achar cada termo da função:
Passo 3
O polinômio vai ficar:
Passo 4
Vamos agora ao valor de . Repare que , quando
Então queremos o polinômio em e não em . Fique atento a isso, devemos sempre ver com cuidado o valor de que devemos usar. Então, vamos fazer:
Passo 5
Vamos agora ao valor de . Repare que quando .
Então queremos o polinômio em e não em :
Passo 6
Vamos calcular o erro possível para isso agora. Primeiro vamos achar o termo do erro. Como temos um polinômio de grau o erro vai ser o termo de ordem :
Para entre e , vamos começar achando a derivada de :
Vamos tomar essa derivada em :
O erro vai ficar:
Passo 7
Vamos ver esse erro para os dois valores de que temos. Primeiro para :
Vamos analisar esse erro. Repare que vamos ter:
Como o expoente de é negativo, quando passarmos o expoente a ordem vai mudar:
Vamos pegar aqui apenas o valor maior que é o que nos interessa. Saber que o erro é maior que algo não é tão útil assim.
Multiplicando por :
Como queremos que apareça vamos fazer:
Vamos ter:
Passo 8
Vamos ver esse erro para os dois valores de que temos. Primeiro para :
Vamos analisar esse erro. Repare que vamos ter:
Isso acontece porque temos um valor negativo de :
Como o expoente de é negativo, quando passarmos o expoente, a ordem vai mudar:
Vamos pegar aqui apenas o valor maior, que é o que nos interessa.
Queremos um número nessa bagunça ,então repare que:
Então, vamos ter:
Nós queremos um número, porque é mais fácil fazer essas contas com um número. A parada aqui é ir vendo coisas em comum. O objetivo é tentar chegar no bendito .
Multiplicando por :
Como vimos antes, vamos fazer:
Então:
Como queremos que apareça vamos fazer:
Como vimos com potencia negativa essa desigualdade vira: