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Aufgabe:

Berechnen Sie für folgende Funktion

(1) die Taylorentwicklung um den Entwicklungspunkt x_0 = 1 inklusive des Beweis der Formel für die n.te Ableitung.

(2) den Konvergnzradius der berechnenetn Taylorreihe und überprüfen Sie die Ränder des Konvergenzbereichs auf Konvergenz.

f(x)=xln(x+1)


! Beachten Sie, dass die Überprüfung, ob und wenn wo die Reihe gegen den Funktionswert konvergiert nicht teil der Aufgabe ist.



Problem/Ansatz:


(1)

Ich habe die Ableitungen gebildet und ein Muster ab der 2.Ableitung gesehen

für die n-te Ableitung habe ich (-1)^n ( (n-2)! / (x+1)^(n-1)   +  (n-1)! / (x+1)^n )

diese habe ich mittels vollständiger Induktion auch bewiesen.


(2)

daraus habe ich dann die Tayloreihe gemacht mit x_0 = 1


2ln(2) + 0,5 + Summe von k=2 bis n ( (-1)^k ( (k-2)! / (2)^(k-1)  +  (k-1)! / (2)^k ) )


mein a_k ist dann ja ( (k-2)! / (2)^(k-1)  +  (k-1)! / (2)^k )

wenn ich jetzt den limes mit zB dem Quotientenkriterium mache, bekomme ich für mein Konvergenzradius auf 0.

Dies ergibt für mich keinen Sinn, da es ein Radius ist sollte er > 0 sein.


Wo liegt(liegen) meine Fehler?


Avatar vor von

1 Antwort

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Beste Antwort

Ok, Deine Ableitung sollten stimmen. Warum Du es Dir nicht leichter machst, indem Du die Brüche auf den Hauptnenner bringst, weiß ich nicht.

Das, was Du als TR präsentierst, ist:

1. nur die Taylorsumme (aka Taylorpolynom)

2. fehlen die Potenzen von (x-1) darin, und dann gestalten sich die ersten beiden Summanden auch anders

3. es fehlen die Fakultäten im Nenner

3. Beim a_k fehlt das (-1)^k (und die Fakultäten (Folgefehler)).

Für den Konvergenzradius gibt es u.a. die Formel \(\rho=\lim |\frac{a_k}{a_{k+1}}|\), womit man hier leicht auf \(\rho=2\) kommt. Die Formel beruht auf dem QK, also damit ginge es genauso.

Avatar vor von 10 k

Als Konvergenzradius müsste 1 herauskommen.

Danke für die Antwort. Ich habe bei der Bildung der Reihe echt die simpelsten Fehler gemacht.

Ich komm edann auch auf 2 für den Konvergenzradius

Stimmt. Konvergenzradius ist 2. Hab den Entwicklungspunkt x=1 übersehen.

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