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Aufgabe:

Bildschirmfoto 2020-12-02 um 13.40.51.png

Text erkannt:

(b) Berechnen Sie die Potenzreihendarstellung um 0 der Ableitungen von
$$ g(x)=\frac{1}{1-x} \quad \text { und } h(x)=\frac{e^{x}-1}{x} $$

zu h(x): Die Ableitung davon habe ich schon berechnet aber wie ich damit jetzt auf eine Potenzreihe kommen soll ist mir nicht ganz klar. Vermutlich könnte man das mit einer Taylorreihe machen aber unser Prof meint wir sollen es ohne machen. Hat jemand vielleicht einen Ansatz?

Viele Dank

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Aloha :)

Mittels der Summenformel für die geometrische Reihe finden wir eine Potenzreihe für \(g(x)\).$$g(x)=\frac{1}{1-x}=\sum\limits_{k=0}^\infty x^k\quad(\text{für }|x|<1)$$Da die Reihe für \(|x|<1\) konvergiert, können wir die Summanden ableiten:$$g'(x)=\sum\limits_{k=0}^\infty kx^{k-1}=\sum\limits_{k=1}^\infty kx^{k-1}=\sum\limits_{k=0}^\infty (k+1)x^k\quad(\text{für }|x|<1)$$

Bei der Potenzreihe für \(h(x)\) nutzen wir die Reihendarstellung der \(e^x\)-Funktion.$$h(x)=\frac{e^x-1}{x}=\frac{\sum\limits_{k=0}^\infty\frac{x^k}{k!}-1}{x}=\frac{\sum\limits_{k=1}^\infty\frac{x^k}{k!}}{x}=\sum\limits_{k=1}^\infty\frac{x^{k-1}}{k!}=\sum\limits_{k=0}^\infty\frac{x^{k}}{(k+1)!}$$Wir können die Summanden wieder einzeln ableiten:$$h'(x)=\sum\limits_{k=0}^\infty\frac{kx^{k-1}}{(k+1)!}=\sum\limits_{k=1}^\infty\frac{kx^{k-1}}{(k+1)!}$$

Avatar von 152 k 🚀

Vielen vielen Dank! :)

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