Материал: 07 - презентация

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

6.3. Единственность представления функции степенным рядом

Теорема 3. Если функция ( ) представима на некотором интервале с центром в точке 0 степенным рядом:

( ) = ∑∞=0 ( − 0) ,

то этот ряд является рядом Тейлора этой функции.

Доказательство. Полагая = 0, получим ( 0) = 0.

Применим к данному степенному ряду теорему о почленном дифференцировании:

′( ) = ∑∞=1 ∙ ∙ ( − 0) −1, ′( 0) = 1, 1 = ′(1!0).

(

 

)

=

∑∞

∙ ( − 1) ∙ ( − 0)

−2

,

(

)

= 2 2

,

2 =

′′

 

=2

 

′′ 0

 

′′( 0). 2!

…

( )( ) = ∑∞= ∙ ( − 1) ∙ … ∙ ( − + 1)( − 0)−,

( )( 0) = ∙ ( − 1) ∙ … ∙ 2 ∙ 1, = ( )( 0).

!

Т.е. данный ряд является рядом Тейлора этой функции. Теорема доказана.

6.4. Разложение основных элементарных функций

Получим разложения в ряды Маклорена основных элементарных функций.

1). ( ) = .

( )( ) = , ( )(0) = 1 .

= 1 + +

2

+ +

 

+ = ∑=0∞

 

.

 

 

 

 

 

2!

!

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

Найдем область сходимости данного ряда.

 

 

 

 

Применим

признак

 

Даламбера:

 

lim→∞

| +1|

∙

!

= | | ∙

 

 

 

 

 

 

 

( +1)!

| |

lim

1

 

= 0 < 1, . Область сходимости (−∞, +∞).

 

→∞ +1

 

2). ( ) = sin .

(0) = 0.

′( ) = cos , ′(0) = 1.

′′( ) = −sin , ′′(0) = 0.

′′′( ) = −cos , ′′′(0) = −1.

….

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin = −

3

+

5

− = ∑∞=0(−1)

2 +1

.

3!

 

 

 

 

 

 

 

 

5!

 

 

 

 

(2 +1)!

lim →∞

| 2 +3|

∙

(2 +1)!

= lim

2

 

= 0 < 1.

(2 +3)!

| 2 +1|

 

 

 

 

 

→∞

(2 +2)(2 +3)

Область сходимости (−∞, +∞).

3). ( ) = .

(0) = 1.

′( ) = −sin , ′(0) = 0.′′( ) = −cos , ′′(0) = −1.

′′′( ) = , ′′′(0) = 0…

cos = 1 −

2

+

4

− = ∑∞=0(−1)

2!

4!

 

 

 

2 .

(2 )!

Аналогично предыдущему примеру находится область сходимости: (−∞, +∞).

Источник: https://studfile.net/preview/16403770/