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Aufgabe: Gegeben ist

cos(x) := \( \sum\limits_{n=0}^{\infty}(-1)^n \frac{x^{2n}}{(2n)!} \)

sin(x) := \( \sum\limits_{n=0}^{\infty}{(-1)^n \frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}} \)

Zeigen Sie durch Multiplikation von Reihen das Additionstheorem des Kosinus:
cos(x + y) = cos(x) cos(y) − sin(x) sin(y) für alle x, y ∈ R.

Hinweis: \( \sum\limits_{n=0}^{\infty}{a_n} = \sum\limits_{n=1}^\infty{a_{n-1}} \)


Problem/Ansatz:

Hallo! Ich ärgere mich schon seit einigen Tagen mit dieser Aufgabe herum. Mein Ansatz war, einfach cos(x)*sin(y)-sin(x)*sin(y) als Multiplikation von den Reihen zu schreiben und zu hoffen, dass am Ende cos(x+y) dabei herauskommt. Leider bin ich nur bis zu dem Schritt:

\( \sum\limits_{n=1}^{\infty}{(-1)^{n-1} \cdot \frac{(x+y)^{2n-2}}{(2n-2)!}} - \sum\limits_{n=1}^{\infty}{(-1)^{n-1} \cdot \frac{(x+y)^{2n}}{(2n)!}}  \)

Jetzt komme ich leider nicht mehr weiter. Es wäre echt toll, wenn mir jemand helfen könnte.

LG

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Hast du das Cauchy-Produkt angewendet? Sieht mir jedenfalls nicht danach aus.

Ich wusste nicht dass man das machen soll, ich probiere es mal. Wende ich das Cauchy Produkt auf das cos(x+y) oder auf die andere Seite der Gleichung an?

Es war schon richtig, mit der rechten Seite anzufangen. Aber du kannst Reihen nicht einfach summandenweise multiplizieren. Bei der Multiplikation zweier Reihen benötigt man immer das Cauchy-Produkt. Der Nachweis erfordert einiges an Rechnerei.

1 Antwort

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Beste Antwort

Wende das Cauchy-Produkt für Reihen an. Der Nachweis erfordert etwas Rechnerei.

https://www.math.kit.edu/iana2/lehre/hm1inf2011w/media/hm07lsg.pdf

Dort findest du auf Seite 3/4 einen Beweis für das andere Additionstheorem. Das kann sicherlich helfen.

Avatar von 11 k

Super, vielen vielen Dank :-)

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