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ich bräuchte bei folgender Aufgabe eure Hilfe:

Gegeben ist die Funktion y=e^{cos x}

Jetzt soll die Taylorentwicklung um x=0 bis zum 4. Glied, durch Verwendung der Standardtaylorreihe für cos(x) und e^z aufgestellt werden.

Würde mich über eure Hilfe sehr freuen.

Gruß

Paul

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Was soll den \(  ecos(x) \) für eine Funktion sein?

Ach die heutige Jugend zu faul zum googeln: http://lmgtfy.com/?q=taylor+series+exp%28cos+x%29 - Treffer sollte genug Input geben. Siehe auch hier.

1 Antwort

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Hallo

Für die Aufgabe ergibt sich beispielsweise folgende Rechnung bei Berückischtigung des 6. Grades:

f = e^cosx = 1 +cos x +1/2 cosx^2 +1/6 cosx^3 +1/24 cosx^4 +1/120 cosx^5 ++

Aufgrund der Eulerschen Formeln ergibt sich:

f = e^cosx = 1 +1/4 +1/64 +1/36/64 +1/2(e^ix +e^-ix) +1/16(e^ix +e^-ix) +1/384 (e^ix +e^-ix)
   +1/8 (e^i2x +e^-i2x) +1/96 (e^i2x +e^-i2x)  +1/48/64 (e^i2x +e^-i2x)
   +1/48 (e^i3x +e^-i3x) +1/768 (e^i3x +e^-i3x)
   +1/384 (e^i4x +e^-i4x) +1/120/64 (e^i4x +e^-i4x)
   +1/3840 (e^i5x +e^-i5x)
   +1/720/64 (e^i6x +e^-6x) ++

f = 1 +1/4 +1/64 +1/2304 +(1/2 +1/16 +1/384) (e^ix +e^-ix) +(1/8 +1/96 +1/3072) (e^i2x +e^-i2x) +(1/48 +1/768)(e^i3x +e^-i3x)
    +(1/384 +1/7680) (e^i4x +e^-i4x) + 1/3840 (e^i5x +e^-i5x) +1/46080 (e^i6x +e^-i6x) ++
f = 81/64 +1/2304 +(217/192)*1/2(e^ix +e^-ix) +(13/48 +1/1536)1/2(e^i2x +e-i2x) +(17/384)1/2(ei^3x +e^-i3x)
    +(1/192 +1/3840)*1/2(e^i4x +e^-i4x) + 1/1920/2(e^i5x +e^-i5x) +1/23040/2(e^i6x +e^-i6x) ++

f = (81/64 +1/2304) +(217/192) cos1x +(13/48 +17/192) cos2x +(17/384) cos3x +(1/192 +1/3840) cos4x + (1/1920) cos5x +(1/23040) cos6x ++

Probe:

f(0) = e ~ (81/64 +217/192 +13/48 +17/384 +1/192 +1/1920) +(1/2304 +1/1536 +1/3840 +1/23040)
             = (30*81 +217*10 +13*40 +17*5 +10 +1)/1920 +1/23040(10 +15 +6 +1) = 15648/1920/3 +8/5760 = 15656/5760 = 62624/23040
             = 1957/720 = 2.718055556 (Fehler ~ 4/23040 = 0.00013020833333 -> e in [2.717881944..2.718229167])

f(pi/3) e^0.5 = 1.648721271 ~ 81/64 +217/384 -13/96 -17/384 -1/384 +1/3840 = (60*81 +217*10 -13*40 -17*10 -10 +1)/3840 = 6331/3840
             = 1.648697917  (Fehler ~ 3/3840 = 0.00078125 -> e^0.5 in [1.647916667..1.649479167])

Liebe Grüße

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f = (81/64 +1/2304) +(217/192) cos1x +(13/48 +1/1536) cos2x +(17/384) cos3x +(1/192 +1/3840) cos4x + (1/1920) cos5x +(1/23040) cos6x ++

f = (2917/2304) +(217/192) cos1x +(139/1512) cos2x +(17/384) cos3x +(7/1280) cos4x + (1/1920) cos5x +(1/23040) cos6x ++

f = 1/23040 * (29170 +26040 cos1x +6255 cos2x +1020 cos3x +126 cos4x +12 cos5x +cos6x)

e^0 = 1 ~ 1/23040 * (29170 +0 -6255 +0 +126 +0 -1) = 23040/23040 = 1 (exakt)




f = (2917/2304) +(217/192) cos1x +(139/512) cos2x +(17/384) cos3x +(7/1280) cos4x + (1/1920) cos5x +(1/23040) cos6x ++                                 (statt 139/1512)

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