Taylorpolynom erstellen

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MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »
Taylorpolynom erstellen
Hallo,

ich arbeite grade mit Taylorpolynomen und dazu habe ich folgende Aufgabe bekommen:

Sei definiert durch . Dazu soll das Taylorpolynom zweiten Grades im Entwicklungspunkt berechnet werden.

Als weiteres soll gezeigt werden, dass für gilt:


Bis jetzt stehe ich noch rech stark auf dem Schlauch.

Als erstes habe ich dazu die Ableitungen gebildt:





Und ich kenne das Bildungsgesetz für Taylorpolynome:



Aber mit ist nun unklar, wie ich das Umsetzen soll. Wenn ich nicht ganz falsch liege, sollte sein, oder?

Bin über jede Form der Hilfe dankbar ;-)

Viele Grüße
-- MrMIlk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Das Taylorpolynom zweiter Ordnung mit Entwicklungspunkt ist gegeben durch


Gruß, therisen
sqrt(2) Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Taylorpolynom erstellen
Zitat:
Original von MrMilk

Das ist übrigens falsch.
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Danke für die schnellen Antworten.

@ sqrt(2): Ich hoffe so ist es richtig, habe vergessen es zu ende zu tippen ;-)

@ therisen:

Wäre der erste teil schon gelöst, wenn ich einfach nur einsetze?
Also so:



Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von MrMilk
@ therisen:

Wäre der erste teil schon gelöst, wenn ich einfach nur einsetze?


Im Prinzip ja, aber du hast falsch eingesetzt. Ist wohl doch nicht so einfach Augenzwinkern
sqrt(2) Auf diesen Beitrag antworten »

und .

Nur so nebenbei... (Wenn du die Ableitungen schon mit einem CAS ausrechnest, dann kannst du auch gleich die Funktion des CAS für Taylorreihenentwicklung verwenden. Augenzwinkern )
 
 
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Guten Morgen :-)

@sqrt: Wie meinst du das mit dem CAS, entschuldige meine Unwissenheit, aber ich kann dir grade leider nicht ganz folgen, da dort doch steht und nicht .

@therisen: Kannst du mir sagen, wo ich ungefähr falsch eingesetzt habe? Da ich die Ableitung, die Fakultät und das x mit dem k dort sehe.

Nun gut, einen schönen Sonntag morgen noch.

Viele Grüße
-- MrMilk
Tomatonno Auf diesen Beitrag antworten »

mit CAS meint er einen Grafischen/Programmierbaren Taschenrechner der Ableitungen symbolisch lösen kann.

Zum Thema kann ich leider nicht sagen :-)
Monstar Auf diesen Beitrag antworten »

ich schätze mal er hat (-1) ausgeklammert
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Ich habe ganz einfach nur den großen Bruch in zwei kleine aufgeteilt und dann waren Nenner/Zähler gleich. Also CAS oder ähnliches kann ich bei meinem Taschenrechner nicht bedienen, da er so etwas nicht besitzt.

Viele Grüße
-- MrMilk
sqrt(2) Auf diesen Beitrag antworten »

Die Ergebnisse sahen mir nur nach einem bestimmten CAS aus, das Probleme hat, Terme mit trigonometrischen Funktionen zusammenzufassen, das war also geraten (wenn man ganz normal die Quotientenregel verwendet, kommt man auch von selbst auf den einfacheren Ausdruck).

Was das Vorzeichen der 1 angeht, solltest du nochmal ganz genau hinschauen...
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Hallo,
ich habe das Ergebnis auch mit einem Algebrasystem prüfen lassen und das kommt auf auch -1.

Viele Grüße
-- MrMilk
sqrt(2) Auf diesen Beitrag antworten »

Dann solltest du mal auf das Minus vor dem Bruch auch achten und vergleichen mit dem, was ich geschrieben habe.
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Hallo sqrt(2),

Genau dieses Resultat bekomme ich von dem Algebrasystem: und das habe ich auch raus.

Kannst du mir eben sagen, wo mein Fehler liegt? bzw. der des Algebrasystems?

Viele Grüße
-- MrMilk
sqrt(2) Auf diesen Beitrag antworten »

Kein Fehler, außer, dass du nicht siehst, dass da keiner ist. Ich versteh dein Problem überhaupt nicht. verwirrt
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Cool. Dann ist alles super ;-)

Aber therisen hatte geschriebe, dass meine Taylorreihe nohc nicht korrekt wäre. Kannst du mir da weiter helfen.


Viele Grüße
-- MrMilk
sqrt(2) Auf diesen Beitrag antworten »

ist nicht .
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Ist es so korrekt?



Falls ja, soll ja noch für gezeigt werden: .

Wird so etwas am besten per vollständiger Induktion gezeigt?

Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Achtung: Bitte lösche keine inhaltlichen Dinge deines Beitrags, falls bereits
darauf Bezug genommen wurde, um den Themenverlauf nachvollziehbar zu gestalten.
Das Matheboard-Team behält sich vor, den Beitrag auf
frühere Versionen zurückzusetzen, um die Nachvollziehbarkeit sicherzustellen.


Das hast du hier getan und hier ist der Bezug.

Erst wenn du das wieder in Ordnung gebracht hast, helfe ich dir weiter.


Gruß, therisen
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Entschuldigung, ich war mir meiner Sache nicht bewusst.
Ich hoffe so ist alles wieder okay.

Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Eine Null hast du noch vergessen.

Zurück zum Thema: Ja, jetzt stimmt dein Taylorpolynom. Und nein, Induktion bringt dich hier nicht weiter. Was für Abschätzungen kennst du denn für das Restglied? Schau dich mal hier um: http://de.wikipedia.org/wiki/Taylorpolynom#Restgliedformeln
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Hallo therisen,

ich hoffe nun das ich auch die letzte Null getroffen hab.

In meinen eigenen Unterlagen konnte ich eine ähnliche Formel finden.

Es handelt sich um den Satz von Larange:

Sei diffbar und gilt:



Allerdings bin ich noch nicht im stande hin anzuwenden.
Vermutlich wäre in diesem Fall und .

Mir ist jetzt aber nicht ganz klar, wie ich eine Schranke daraus bekomme, könntest du mir vielleicht einen erklärenden Satz dazu geben.

Wäre echt super.


Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Nein, .

Bist du dir sicher, dass du nicht nachweisen sollst? Dann wähle einfach o.B.d.A. (warum?).


Gruß, therisen
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Hallo therisen,

ja du hast recht ich soll nachweisen: oder ganz ausgeschrieben: .

Ich muss zugeben ich kann dir nicht sagen, wieso du dieses so wählst. Ich vermute nur , da sind Sinus und Cosinus gleich und damit könnten sich die Brüche aufheben. Aber dann wäre das mit dem Restglied überflüssig....

Ich muss leider auch zugegeben, ich weiß nicht wieso du diesen Weg wählst, was wäre wenn ich dieses einfach so hinschreibe:



Was zusammen gefasst werden könnte zu:




Kannst du mir kurz sagen, was gegen meinen Weg spricht?
Aber hier dürfte ich nicht o.B.d.A. wählen, oder?

Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von MrMilk
ja du hast recht ich soll nachweisen: oder ganz ausgeschrieben: .


Etwas mehr Konzentration bitte Augenzwinkern

Ich musste vorhin zum Essen, deswegen habe ich das o.B.d.A. nicht mehr weiter ausgeführt. Die Begründung liefert (anschaulich) dieser Graph:



Denn

mit einem geeigneten .

Offenbar gilt

Das ist kein Zufall. Auf diese Weise ist auch (höchstwahrscheinlich) deine Aufgabe entstanden Augenzwinkern



Gruß, therisen
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Hallo therisen,

ich glaube so langsam geht mir ein Licht auf oder anders gesagt ich kann meine Fragen präziser stellen.

Zum einen habe ich den Satz von Larange nur in anderer Form. Bei mir steht . Würde dieses in deinem Fall den gewählten mit entsprechen?

Aber was für mich noch viel wichtiger ist, was ist das Restglied? Ich komme da zu keinem richtigen Schluss. Auch auf Wikipedia steht nur wie es berechnet wird, aber nicht was es ist - komme mir grade leider sehr doof vor.

Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Nun es soll gelten, d.h. ist definiert durch die Gleichung .

Wie lautet denn der Satz von Lagrange genau bei euch (damit meine ich OHNE Abschreibfehler!).



Gruß, therisen
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Hallo therisen,

hier nun Wort für Wort:

Zitat:
Sei -mal differenzierbar und .

Dann existiert eine Zahl mit:



Man beachte, dass nichts anderes als eine Schreibweise zur Bezeichnung einer Zahl zwischen und ist.


Hinzu haben wir noch eine Folgerung:
Zitat:
Folgerung. Sei -mal differenzierbar, und für alle gelte


___________________


Danke für das das deutliche hinweisen auf
Zitat:
...Nun es soll gelten...
Jetzt ist mir das auch klar, was du mit dem Zufall meintest.

Und wenn ich noch mehr darüber nachdenke, hast du immer auf das Restglied verwiesen, da durch umstellen gelten muss, . Da dieses gleich ist, ist damit auch gezeigt, dass , richtig?

Somit bleibt nur noch eine Frage für mich offen, wie hast gewählt. Ich gehe einfach davon aus, dass du noch nicht die deckungsgleichen Funktionen im Kopf hattest, deswegen das interesse.

Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von MrMilk
Und wenn ich noch mehr darüber nachdenke, hast du immer auf das Restglied verwiesen, da durch umstellen gelten muss, . Da dieses gleich ist, ist damit auch gezeigt, dass , richtig?


Ja und nein. Richtig ist, dass ich immer auf das Restglied verwiesen habe. Es muss aber gelten!

Zitat:
Original von MrMilk
Somit bleibt nur noch eine Frage für mich offen, wie hast gewählt. Ich gehe einfach davon aus, dass du noch nicht die deckungsgleichen Funktionen im Kopf hattest, deswegen das interesse.


Das wird doch aus dem Graphen ersichtlich: Für wird das Restglied maximal - und dann nimmt es höchstens den Wert an.


Gruß, therisen
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Hallo therisen,

bei dem Ersten stimme ich dir sofort zu, ich weiß grade auch nicht wie ich auf größergleich gekommen bin.

Allerdings macht das Zweite mir inzwischen starke Kopfschmerzen.

Leider habe ich nur die Restgliedformel mit der notation. Deswegen würde ich es gerne in dieser Schreibweise tun.

Damit komme ich auf:


Das erste was mir auffällt ist, dass , aber ich hoffe, dieses kann ersteinmal vernachlässigt werden.

So steht nur noch folgedes da:



Auch wenn ich meine bloße Unwisseheit hier zur schau stelle, so möchte ich trotzdem fragen wieso du dort und nicht stehen hast.
Und meine zweite und hoffentlich letzte Frage, wie kommt man auf das ohne diese Grafik. Dieses besonders aufdringliche fragen nach soll nicht böse gemeint sein, aber in einer Prüfung hätte ich eben nicht einen gezeichneten Graphen und müsste es mit Worten begründen.

Srry, für die vielen Fragen, ist aber wie gesagt im Kopf noch nicht rund...

Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von MrMilk
Das erste was mir auffällt ist, dass , aber ich hoffe, dieses kann ersteinmal vernachlässigt werden.


Nein, das ist von entscheidender Bedeutung!

In deinem Fall bedeutet die Entwicklungsstelle! Bei mir ist der Entwicklungspunkt, siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Taylorpolynom#Restgliedformeln.
Es ist also bei dir .

Und dann musst du wählen, weil der Faktor vor dem dann maximal wird. Um das strenge monotone Wachsen einzusehen kannst du auch einfach mal die 1. Ableitung bilden und du wirst sehen, dass diese positiv ist (und deine Funktion daher streng monoton steigt!).


Gruß, therisen
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Jetzt bin ich total verwirrt. traurig
Ich dachte immer Entwicklungspunkt wäre Entwicklungsstelle. Und eben war noch verwirrt

Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von MrMilk
Entwicklungspunkt wäre Entwicklungsstelle. Und eben war noch verwirrt


Entwicklungspunkt ist auch gleich der Entwicklungsstelle Augenzwinkern

Die gängige Definition der Lagrangeschen Restgliedformel findest du bei Wikipedia. Die Version deines Professors hat den Nachteil, dass sie v.a. schwächere Studenten verwirrt, wenn sie diese Standardversion lesen. Du musst dir eben klar machen, dass die beiden eine unterschiedliche Bedeutung haben. Dazu musst du genau lesen.



Gruß, therisen
MrMilk Auf diesen Beitrag antworten »

Puh,

so langsam erkenne ich in all dem Sinn. Aber deine Wahl von Theta macht mich noch nicht ganz glücklich. Wenn ich mich nicht ganz täusche, drückt das Theta eine Zahl zwischen und aus und da x maximal werden kann, so kann doch Theta höchstens werden. Zumindest glaube ich das nach der Definition die ich habe, welche ich auch nutzen muss :-(

Oder nicht?

Viele Grüße
-- MrMilk
therisen Auf diesen Beitrag antworten »

Wie soll ich dir das nur verständlich machen... Probieren wir es einmal geometrisch:

ist dein "Aufpunkt" auf der x-Achse. Dein "Verbindungsvektor" ist . Du willst nun irgendeinen Punkt zwischen und erreichen, d.h. du bewegst dich um auf deiner Geraden mit Aufpunkt , d.h. diese Punkte sind gegeben durch .

Dein Professor hat eben statt genommen.


Gruß, therisen
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