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Sei s ∈ ℝ fest, und f : (0,∞) → ℝ die Funktion f(x) := xs 
Sei a ∈ (0,∞).
a) Bestimmen Sie die Taylorreihe Tf,a von f um den Entwicklungspunkt a.

Sei nun s := -1/2 und a := 1.
b) Bestimmen Sie den Konvergenzradius r von Tf,a
c) Zeigen Sie, dass Tf,a auf [1, 1 + r) punktweise gegen f konvergiert.

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Hallo

 was davon kannst du den nicht? hast du die Taylorreihe? kennst du die 2 Formeln für Konvergenzradius?

denn dass wir dir das einfach vorrechnen erwartest du hoffentlich nicht?

Gruß lul

Ich hänge bei Aufgabe a) die anderen beiden sollten klappen.

ich habe versucht xs   ein paarmal abzuleiten, und dann eine Regelmäßigkeit zu sehen, diese dann per Induktion zu beweisen. Nur leider habe ich keine Regelmäßigkeit entdeckt, die sich mit einfachen Zahlen beim einsetzen für s als richtig herausgestellt hat. Ist mein ganzes Vorgehen hier falsch, oder hänge ich nur irgendwo?

f(x)=x^s

f'(x)=s*x^{s-1}

f''(x)=s*(s-1)x^{s-2}

f'''(x)=s*(s-1)*(s-2)x^{s-3}

Erkennst du hier keine Gesetzmäßigkeit?

1 Antwort

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das mit der k-ten Ableitung finden ist Übungssache. Hier bietet es sich ganz gut an, auch erstmal klein und einfach zu denken. Betrachten wir mal folgendes Beispiel.

$$ f(x)=x^{55} $$

Das leite ich jetzt ein Paar mal ab:

$$ f^{(0)}(x)=x^{55}\\f^{(1)}(x)=55\cdot x^{54}\\f^{(2)}(x)=55\cdot 54\cdot x^{53}\\f^{(3)}(x)=55\cdot 54\cdot 53\cdot x^{52}\\f^{(4)}(x)=55\cdot 54\cdot 53\cdot 52\cdot x^{51}\\\quad \vdots \\ f^{(55)}=55\cdot 54\cdot 53\cdot 52\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1\cdot x^0 $$ Jetzt packe ich zahlenmäßig noch was zu jeder Ableitung hinzu, aber so, dass sich an der Ableitungen nichts ändert.

$$ f^{(0)}=\frac{55\cdot 54\cdot 53\cdot 52\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1}{55\cdot 54\cdot 53\cdot 52\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1}\cdot x^{55-0}\\ f^{(1)}=\frac{55\cdot 54\cdot 53\cdot 52\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1}{54\cdot 53\cdot 52\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1}\cdot x^{55-1}\\ f^{(2)}=\frac{55\cdot 54\cdot 53\cdot 52\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1}{53\cdot 52\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1}\cdot x^{55-2}\\ f^{(3)}=\frac{55\cdot 54\cdot 53\cdot 52\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1}{52\cdot ...\cdot 3\cdot 2\cdot 1}\cdot x^{55-3} $$

Hier lässt sich ziemlich schnell eine allgemeine Struktur einsehen. Kannst du sie erkennen? Das ganze lässt sich dann allgemein zu deiner Aufgabe zurückführen.

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