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15G.1 Geometrische Reihe und damit verwandte Potenzreihen


CC-BY-NC-SA 3.0

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geometrischeReihe eine Potenzreihesehr wichtige Potenzreihenmöchte das noch mal anders aufziehen als in den alten Videos wir fangen mal so an ich interessiere mich für folgendenAusdruck 1 / 1 - Xkönnte ich 1 durch 1 minus Xkönnte man sagen ok ich fange Taylor-Ann Bilder Ableitungso weiter und so weiter Mann ist faulmöchte man vermeiden dass würde funktionieren dasmit Taylor zu machen aber es geht wesentlich einfacherund zwar so die schreiben ja das ist eigentlich was wie eins plus irgendwasTeil 1 / etwas weniger als 1 wenn ich groß wie tief ist heißt du etwas weniger als 11 dasErgebnis etwas mehr als 11+die dümmste hat jetzt schreiben viel denn noch dazu kommt ist folgendes das ist vielleicht ein bisschen irritiert ichschreibe das ist 1 /1 - X - 1ich soll dichfragen was habe ich nun eigentlich erreichtmöchte wissen was ist 1 durch nichtsPositivesdich bei mir ist etwas weniger als ein Rassismus etwas mehr als 1 Zahn und zwar 1 + 1= 1 - X - 1 dieses Gleichheitszeichen ist garantiert richtig1 - 140weg ist bleibt 1 / 1 - X übrig ich habe etwas addiert undüblicher Trick in der Mathematikdieser Stelle versteht man noch nicht was der bringt im Schritt sehen Sie was der bringtsteht hier der Klammer wie können sie es die Klammer anders schreibenbringen auch die beiden Brüche auf einen Hauptnenner und der wäre 1 - 64fahren steht eine 1 - dieals muss ich jetzt schreibeneinzelne six durch 1 - XI steht also - 1 - XZähler diebeiden auf einen Nenner gebrachtder ziehen Sie 1- 170weg hier steht das ist X/ 1 - Xhabe ich erreicht ihrsteht insgesamtdie Klammer ist und damit 1 / 1 - X = 1+ für die Klammer habe ich jetzt durch- Xsie davon wie ich jetzt weitermachen werdedoch ein bisschen verborgen der Trick ist jetzt schreiben das ist EinsPlusund die Woche hinten tragen sie ixmal11- IXsich jetzt was ich vorhabemöchte sagen was 1 / 1 - X =kann ich inselbst jetzt wieder einsetzenindische Formel setzt sich die Formel selbst wieder einhinten steht also das ist 1 + X malundjetzt setzt sich für den Orangen Kringel dieganze Farbe wieder ein ich weiß dieser orange Kringel ist 1 ++ X1 durch 1-X =Orangen Kringelvornedas gesamte was da auf der rechten Seite steht also 1plusx / 1 - 6das ist also 1plusxx1 +jetztixmal ixmal1 durch das X Quadrat x 1 / 1 - 6und sie an ist jetzt wie das weiter 1 / 1 - X ich kann meine Formel wieder einsetzen 1 / 1 - X = was hier steht 1plusx gehörst mir stehtdas ist 1 + X + XQuadrat x1+ 6 x1 / 1 -nassen Ausdruckich für den reingesetzt daskann ich wieder ausmultiplizierendas ist 1 + X + XQuadrat x 1plus X Quadrat x 6 x 1 / alsoxhoch3 x 1 / 1 - Xjetzt sieht man auf mich das Muster da drin das können Sie beliebig oft weitermachenso weiter undkriegen allgemein etwas wie 1 + X + XQuadrat + undsoweiter+X hoch 1 n -1X hoch n mal1durch 1 minus Xkönnen Sie für jedespositive ändern in gleich 42 Englisch eine Million immer wieder ineinander einsetzen Isoformenimmer wieder ineinander einsetzen sie finden also 1 / 1 - 6 = z.b. gleich 1 + X + X Quadrat plusX hoch 99999plus Xhoch 1000000 x 1 / 1 - Xdir steht schon wiederAusdruck drinich eigentlich umformulierenwillletzte Chance was man tun kannman guckt sichX hoch n an diesesX hoch n das geht gegen 0 1n gegen Unendlich geht gehtgegen Null für n gegen Unendlichwennunser X zwischen -1 und +1 liegtund nicht gleich -1 ist undnicht gleich1 ist wenn - 1 kleiner X kleiner1wenn ihr zwei auch entsteht das um die Ohren 2122 23 zu Hause eine Million wenn der -2steht Vitus das um die Ohrendas Zimmer spielt einhalb steht ein halbhoch 12131gehtdas gegen Null wennX eine Zahl zwischen -1 und 1 ist nicht-1sonst so viel passiert - 1 + 1 und so weiter nicht eins ist aber dazwischen liegtgeht diesergegen 01 / 1 - X ist eine konstanteganze so mein Kind geht gegen Null und ich weiß dass ich diese Summe hier bis ins Unendliche fortsetzenkannReihe danebenkann eine mündliche Raimund die unendliche Reihe ist in der Summe im Grenzwert soll ich sageneins durch 1 - Xvorgenannte raus das ist die geometrische Reihedurch 1 - Xsie wenn sie die Potenzen von X aufsummieren1 + X + X Quadrat plus X hoch3 plus und so weiter bis ins Unendlicheschreib das jetzt mal mit drei PünktchenX-Vision-1 und +1 liegtnichteins ist nicht -1 ist hier schreibt das lieber so wenn der Betrag von X kleinerist als 1ich darf mit dem X nicht zu weit liegen von der Null1 Uhr darf ich der kriegen von der Null und dann stimmt das dass ich die geometrische Reiheuns gerade noch einBeispiele dazu an das plastische wird erstmalsie fragen kann das seinsowas wenn sie haben 1/ 1- 0,1mal gerade ihn als Beispiel sie wissen was da rauskommt hier auf derSeite steht 1 / 0,9dasie wissen was da rauskommt und sie kommt man die rechte Seite an sich zu überzeugen dass das ergibt was hier stehthier steht also die 1 +und dann kommt0 ins Quadrat ist ist ein Hundertstelhoch 3 das ist ein Tausendstel,soweiter und so weiter sie sehen was passiert 1,sagt in der Taschenrechnerrauche ich hoffe sogar dass du das wissen als / 0,9 dass das 1, Periode 1 = alsokann Überraschung das stimmt anderesBeispielist das übliche Beispiel mit X = einhalb 1- einhalbdurch 1 minus einhalb geteilt also 1 durch1durch einhalb und ich vorhin 4 teilig 1 durch einhalb und das ist natürlich zweiauf der rechtenSeitesteht jetzt 1+ einhalbdas Quadrat von einhalb das ist ein Viertel plus dritte Potenz von Anhalt ist ein Achtel also die ganzenrunterdas soll 2 sein 1 + einhalb plus einViertel plus ein Achtel und so weiter soll zwei sein kann man sich relativ leicht auf maldas die Strecke 1 istjetzt noch einhalb dazu das ist die Strecke einhalb dann gehen sie noch die Strecke ein Viertel dazu danngeben sie noch die Strecke ein Achteldazu dann geben Sie das 116dazusind wenn sie beim sechzehnten sindsie hier hinten noch ein 16 freisie zwei rausbekommenging sie noch ein 32 oder Zug dann fehlt die hier hinten an 32 bis zur 2 und so weiter und so weiterSie das bis es unendliche machen kriegt sie tatsächlich 2 raus der Kreuzritter vom Bus Preisehaben also jetzt die allgemeineReihekann sagen wenn wir die Potenzen aufsummieren 1 + X + X Quadrat plus X und so weiter + bis ins Unendliche das meint jetzt mit den drei Punkten endlichso ein bisschen zum endlich aufsummiertwürde mal so Summenzeichen schreiben aber das sieht soausist jetzt aus was ist 1 / 1 - XdannBetrag von X kleiner ist als 1 nachricht gleich eins sein xdove sowieso schon nicht gleich eins sein entsteht hier als durch nur das wollen sie nicht nicht größer als 1 seinexplodiert inReihe offensichtlichundwenn X kleiner ist als - 1x Lite-2 explodiertin Dessau offensichtlich -1selbst geht auch nicht gut dann steht da 1 - 1 ins Quadrat versucht +1 -1 +1 siehtauch nicht allzu vertrauenserweckendaushat AutoversicherungenMatthäuseine Formel für einen Kehrwert mit Hilfe vonaufsummieren alle Potenzen auf der nullten 122aufsummierensie den Kehrwert von 1 - xwxnicht im Betrag zu groß ist istArt wie man die geometrische Reihe kommen kann ich sollte noch mal sagen warum die geometrische Reihe heißt sonst noch mal drüber schreibengesagt hiermit schreibe übrigensüber Sat 1 1 + 12+ 14 + 18 und so weiter dass wir eine konkrete geometrischeReihesteht die allgemeine geometrische Reihe Warum geometrisches immer um denselben Faktor weitergeht t10xdannhaben sie da das XIXMalixdann haben sie das X Quadrat sieht2-Draht Malix dann hat wieder das xhoch3 deshalbfür dich das geometrisches geht immer im selben Verhältnis FreitagInnenverhältnisSummandnächsten das Verhältnis bleibt konstant das nennt sich dann eine geometrische Reihesogar mit Schrei hätte man anders haben können überdie Taylorreihe haben können das ist eine Potenzreihe washier steht eine unendlicheSumme von Potenzenman als Taylorreihe haben können was müssen Sie tun um das hier auf der linken Seite als Taylorreihe zu bekommenich nehme mir mal die matrix Weg dassein anderer Weg zum selben Resultat wäre die Taylorreihesie nehmen von 1 / 1 - X Funktionswertund Ableitungen an der Stelle sinnvollerweise nurhaben das denn hin denkt sie noch mal beim Taylor der Funktionswertan der Stelle an der ich entwickle bloßAbleitungder Funktion an der Stelle an der ich entwickle mal X - 60plus die zweiteAbleitung anund so weiter undhoffe sie entdecken das wieder die eins ist der wirdder Stelle x0 sie setzen nur eindiesesXist die Ableitung malX - 60 entwickelnan der Stelle x0 = 0 Statistiksteht die Ableitung ist eins dieserTermin ist derso weiter das hätte man als Taylorreihe bekommenkönnenhabe hier mal drüber Geometrie als Potenzreihehier steht er jetzt nicht konkret EinsPlus einhalb plus ein Viertel und so weiter sondern mit einem X das Verhältnis von einem zum nächsten als X geschrieben dannhaben sie eine Potenzreihe unendlichlang Summe von Potenzen gehe jetzt von X istaber gleichzeitig eine Taylorreihe der Lehrereine Potenzreihe sind eigentlich dasselbe sind verschiedene Arten sich dasselbe anzugucken an dertelle reingehen Sie über die Ableitungenalso mein hätte das hier auch mit dem Ableitung hinkriegen kann sie nehmen diese Funktionder dicken Stelle x0 = 0bestimme die Ableitung dieser Funktion ein bisschen nervig gewesen wir haben viel einfacher hinbekommendu da nicht verwirren lassen PotenzreiheTaylorreihe ist eigentlich dass siediese Potenzreihe hier haben könnenwir weiterePotenzreihenSie eine Idee was könnte ich jetzt dieser Potenzreihe antun umandere Potenzreihenwaskriegt man jetzt geschenktnoch gesagt ich schreibe mal was auf der linken Seite hin sie müssen sofort was dieses ist 0 + 1 + 2x +3x Quadrat+Ich muss in letzter hinschreiben dass dieses unklar 4x ^ 3 + und so weiter sie müssen sofort was das ist nämlich was1 / 1 - X = also 1- X hoch -1noch abzuleitenjetzt kommen sie mit der Kettenregel irgendwashoch -1die -1 kommt nach vorne als Minuswir zu - 21- X - 2RCZ mir noch die innere Ableitung das war die äußere Ableitung mal die innere Ableitung die Notlandung ist -1dann habe ich hier also das ist 1 / 1 - 6 in Klammern ins QuadratGleichheitgehoben gilt dannwird wohl auch diese gleich hier geltendas ist jetzt nicht streng mathematisch höchstwahrscheinlich auch wenn der Betrag von Xist als 1 aber das ist das richtig so der Mathematik müsste man jetzt vorsichtig sein hier steht auf der linken Seite ein Grenzwert sie haben unendlich viele Summanden da steht eigentlich ein Grenzwert auf der linken Seite dürfensie jetzteinzelnenvon den Summanden ableitenund dann 40 für den Grenzwert bilden und das ist sounsauber kann man das einfach so macht der Physik und in den in den Wissenschaften macht man das Portalunendlich viele Summanden geleiten jeden einzelnen in der Mathematik müssen wir jetzt eine halbe stunde Nachdenkendas ist wirklich erlaubt ist Italieneinfach mit S ist das täglich erlaubt sie können jeden Summanden heißen ableitenbei einer Potenzreihesie imsehen wir haben noch andere Potenzreihe geschenkt bekommen wenn sie addieren 1 + 2x + 3x Quadrat + 4x Ultra Plus und so weiter kriegen sie eins durch 1 - 6 ins Quadratder Betrag von X kleiner ist als 1weitere Potential die ist jetzt nicht so wichtig ich wollte Dir nur mal zeigen wieman plötzlichviele Sachenbekommt siesind andere Chance was man auch noch machen könnte mit dieser Potenzreihewie kriegen wir eine weitere Potenzreihe geschenktsie bestimmt mal ein bestimmtes Integral zu nehmen die geometrische Reihe obenich habe seit dass ich noch mal hin 1 + X + X Quadrat + X hoch 3 + und so weiter bis ins Unendliche DXintegrieren x von 0zu einem X1integriereReihe von 0 bis X eins dann ist garantiertdas gleiche als wenn ich von logistics 1 dass ihr täglich etwas auf der rechten Seite rauskommtX1Betrag kleiner ist als 1ist ja auch dieses ixian Betrag kleiner als eins und allesist in Ordnung das geht auf jeden Fallwendet man wiederdiese etwas Hände wedeln derartzu sagen ok statt dass ich das Integral aus der Summewerde ich die Summe der einzelnen integraledas ist mathematisch nicht so ganzzu begründen aber wie gesagtich in der Wissenschaften und in der Physik ist man da tatenloswir bilden jetzt die heißen integraledas mal hin was passiert wenn sie auf der linken Seite die einzelne integrale bilden undauf der rechten Seite ich hoffe sie erinnern sich anwiesointegrali auf der rechten SeiteStammfunktion ausrechnenkönnen1 / 1 - Xkönnen jetzt versuchen das wieder mit dem Kehrwert alsohoch -1 zu schreiben jadifftime vielleichtnicht so richtig viel mal muss sich erinnern der Kehrwert von irgendwas and integralKehrwert da geht irgendwas mit dem natürlichen Logarithmus üblicherweiseden Jahres steht finden unten im Nenner dasbesteht hypodenses stehen fangen sie an mit Partialbruchzerlegungeins durchlineares da ging was mit dem natürlichen Logarithmus das probiert malder natürliche Logarithmus von Betragja mit dir keinen Stress mit Betragversuche den natürlich Logarithmus von1 - X deswegen versucht wohlgemerktKlammern 061Ich will ein bestimmtes Integral dass er versucht er ist noch nicht richtig ja jetzt rechnen Sie Probe daswar eine Stammfunktion werden zu eins durch 1 - X das heißt ja nicht hier unten Ableitung von 1 durch 1 - ich rauskommen stimmt noch nicht wasgeht schief wenn Sie hier ableiten sie kriegen nicht einzige Livestream SX raus sondernnoch 1 - finde ich innere Ableitung also sie leiten Abdruck Rhythmus von irgendwas gibt 1 /- 6 das ist die äußere Ableitung natürlicherLogarithmus ableitenden Kehrwert soweit sogut maldie innere Ableitung der Ableitung ist aberdie Leiden 1 - X ab 11das müssen wir wieder gut machen da steht ein Minus davorMinus könnte man jetzt reinziehen - Logarithmus Logarithmusvon Kehrwert aber ich lasse es lieber so unddann steht hier sitzenX1 ein das ist -1- X1701- -von 1 - 0 zählenvon 1 - 0 was bringt sie darausAlkoholweglassen der Logarithmus aus 1 = 0wir also - LN von 1 - X1 diesind jetzt kriegen jetzt eine Potenzreihe für den natürlichen Logarithmus ich so richtig schön mit den ganzen Minuszeichen aber schoneine Reihe die was mit den natürlichen Rhythmus zu tun hatsich die linke Seite gestern alle haben rechts angefangen jetzt gucken sich die linke Seite an was passiert wenn sie da integrieren sie kriegen ja auch sondernFormel jetzt hier von 0 bis x10enehmeneine Stammfunktion für die linke Seite hätte ich gerneein nachdem an integrieren wie gesagt was mathematisch eigentlich nicht ganz sauber ist aber auchwirklich hin siesucheneine Stammfunktion zu 1x LiteIX abbekomme 1 raus zu suchen Stammfunktion 2x dann nehmen Sie nichtsQuadrat halbe einSieg für das halbe ableiten 2 nach vorne günstig mit der zwei haben sie XXQuadrat nehmen Sie xhoch3 Drittelzu xhoch3 nehmen Sie xhoch4 Viertelplusso weiter siekönnten eine konstante dazuschreiben +42aberdie fliegt herausfindest das bestimmte Integral Bilder die ich diese Konstante rausdann habe ich hier auf der rechten Seite ichsetze X1 1plus X1Quadrathalbe plus X 1 hoch 33 +X14Nachrichtdurchstreichen +bis unendlich minusich setze 0 1 0 + 0 Quadrat Hagen II - 0Sie wie man den natürlichen Logarithmus bestimmen könntemit den Grundrechenarten dann kann ich nicht genau ausrechnen aber man kann ihn beliebig genau ausrechnen zumindest Wittensee X1 hierso weit weg ist Werdohldenn wir jetzt also wir lernen ichsetze dieses X1 jetzt mal überall durch X wieder wenndann etwas über folgende PotenzreiheX + X Quadrat halbe+ X hoch 33+ X hoch vier Viertelplus X hoch 550+ und so weiter bis ins Unendliche- der natürliche Logarithmus von 1 - Xim Betrag kleiner ist als einist doch noch eine hilfreiche Potenzreihefür den natürlichen Logarithmusdas was ich vorhabe ziehe ich gerade mal das Minuszeichen den Logarithmus Rhein -Logarithmus ist Burger Rhythmus von hierWert 1 / 1 - X2 wennsie gerade mal folgendesweiterePotenzreihe gefundenSie gerade maldieseFunktion hier aussieht sieht das aus für Betrag X kleiner 1 wie sieht der Verlauf dieser Funktion aus und damit natürlich der Verlauf dieser Potenzreihevon -1 bis +1 ohnedie - 1 ohne die + 1x dergeht von -1bis +1 ohnedie Grenzendannist das was da drin steht I - X okayjetzt sind ungefähr 1 Folge 1 -das ist das geilste was sie kriegen können wirdaber nicht erreicht also nur ausschließlich- 7 + 1 HD +1 kommt ja nicht wirklich vor das ist das kein Zufall sie haben können das Größtewas sie haben können ist 1 - -1aber das wird gerade nicht erreicht 1 - - 11 + 12 wird gerade nicht erreicht das ohne die Grenzeninteressiert also der natürliche Logarithmus von 0 bis 2 ohne die Null ohne die zweifange ich an und dann überlege ich mir was passiert wenn ich das Vorzeichen Ändere wenn ich falschrum arbeite undso weiter das mal Vektor normal in kleinen Schritten hiernatürliche Logarithmus vonnur bis 2Uhr bis 21ist die - 17also den natürlichen Logarithmuseben schon natürlicher Logarithmus von 1 = 0 womit potenzieren sich damit 1 rauskommt mit nullwird der natürliche Logarithmus I was setzen sie in den natürlichen Logarithmus ein damiteins rauskommt2,7hier irgendwo da wird er einsnatürlichepotenzieren sie eh damitdas rauskommt was im Begriff muss steht sie produzieren mit 1 damithochrauskommtLogarithmus von 2,7noch was ist gleich 1 wir werden also hier nicht auf der Höhe einzahlen bei der zweiauf derbis ins Unendlicheeinedicht bei Null rauskommtmeine Potenz dieminus unendlich läufthätten wir den natürlichen Logarithmusich habe mal y = LN von Xwill ich hinzu - LN von 1 - X undwas machen sie als nächstessie nehmen sich erstmal das Minuszeichen liebererstmal die Sachen die man sofort kannKurve an der X-Achse spiegelnist nichtganz gelungen aber gut zu wissen was es werden soll gibtes dann = -LN von Xwar der äußere teilhabenintegriert muss ja Imbiss - jetzt1 - XSsetzen nicht X einsetzen 1- X1 was passiert dieser Kurve nebenbei wir wissen überhaupt schon wasin den Griff muss eingesetzt wird sind die Werte von 0 bis 2dagegenvon -1 bis 1 über ohne die Grenzengibt denn eigentlich schon in weiß was jetzt mit der grünen Kurve passieren muss1 +irgendwas mit X bedeutet wir verschieben um 1 Uhr nach linksan irgendeiner Stelle in der Reihenfolge der geometrischen Transformationendes -X das muss Ihnen sagen dasswird links rechts gespiegelt wirdFunktion wird rückwärts durchlaufenmuss man sich jetzt gar nicht genau überlegen in welcher Reihenfolge jetzt was gemacht wird wir wissenwirunsere grüne Kurve von 0 bis 2 ausschließlichnur ausschließlich zwei Kriegen über die original Kurve nehmen vonbis -1rückwärtshier waren wir noch nie -1ich jetzt in meiner originalfunktionWerte Xbis +1 Einsätzeausschließlich - 130+ 1 dannkriege ich die grüne Kurvefalsch herumdas heißt das mussmit 45° durchgehendmuss ich unten so ankommenund hier geht's rauf bis ins Unendlicheso sieht das ausist y = -LN von 1 - X was dasselbe ist wie der natürlicheLogarithmus von 1/ 1 - X dasist diedie Wade jetzt gebastelt haben als Potenzreihe abernur wenn der Betrag von X kleiner ist als 1 also auf diesem Bereich hier zwischen -1und +1 oder -1 und+1 könnenwir diese grüne Kurve Begriffmuss vom Kehrwert 1 - X Comedyso ausrechnen wassieht fürchterlich aus wie die geometrische Reihe aber sie teilen d'isonzo für die Potenz immer nochden Ex sprechennicht als Musik Susi 2003und so weiter sondern XXLhalbeXbox 360 vier Viertel soweit immer noch geteiltjetzt schon etwas vermuten am Rande wenn Sie das hier sehen diese Gleichheit Vermutungwenn Sie folgendes addieren 1 plus einhalbplus ein Drittel + ein Viertel +1+und so weiter bis ins Unendliche das ist die sogenannte harmonischeReihe geometrischesondern die harmonische Reihemal Vermutung deshalb wegen dieser Formel vermutensie hoffentlich folgendeswenn sie das auch so mir alle kehrwerteerwarten sie was sie bekommen wenn sie alle kehrwerte aufsummierensollte also unendlich seinReihe divergiert absurderweisewirhatten als geometrischeReihe 1 + 12 + 14 + 18 + 116 und so weiter da kann 2 raus geometrischeReiheharmonische Reihe divergiert 1 + einhalb plus andere die Summe der kehrwerte die fliegt den um die Ohren durch den super langsam um die OhrenSpanischExperimentdas mal aus zu programmieren bis 100zu laufen zu lassen bis 1 Millionen laufen zu lassen das ist extrem langsam Wien die um die Ohren fliegt aber sie fliegt ihnen um die OhrenSummeGrenzwert daneben ist unendlichwas man jetzt schon vermuten würde sie setzen für X1 ein hast du eigentlich verboten ist testweiseCX1einsetzen 1 + 1 + 1 Drittel und so weiter genau die harmonische Reihedas gleich als Zeichen der noch gelten würde das müsste man sich überlegen ob das denn wirklich noch gelten kann und was bedeutet vor einem unendlich gleich unendlichso ein bisschen Handy während rangegangen sehen Sie auf der rechten Seite stehtWert dieser blauen Funktion an der Stelle 1istes ist der Logarithmus von 0 mit negativen Vorzeichen Minusder Logarithmus von 0 Tourismus von 0geht gegen minus unendlich womitpotenzieren sie eh damit Null rauskommteinernegativen Zahldann noch mit Minuszeichen ok also man vermutet dass die Summe der kehrwerte gleich unendlich ist lässt sich danach 5 minuten auch vernünftig begründen will ich nicht vorführenundmesse ich würde man jetzt dieseSumme ReiheunendlicheSumme geht also offensichtlich gegen unendlich Leben beiman hier raus schon halbwegs UpdateAbwandlungvon der geometrischen Reihe gucken was noch anüberlegen uns jetzt wieder aus der geometrischen Reihe 1 durch 1 + X Quadrat rausbekommensicherheitshalber noch mal 1+ X + X Quadrat + X hoch 3 + X + 4 + und so weiter bis ins Unendliche dasgibt also 1 / 1 - fixwennder Betrag X kleinerist als 1was schreiben sie hin um 1 + X Quadrat imNenner zu haben 1 durch 1 plus X Quadrat rauszubekommenPassformsidawi umich die Ex geschrieben habe ist wahrscheinlich editieren die schreib hier maldenken Sie mal über Substitutionnach wie kommen sie von 1 durch 1 - 6 zu einsdurch 1 plus Quadratwir machen einewir ersetzen- 2 QuadratSie hier oben X durch minus Kupferdraht ersetzen habensie auf dem Pluto Quadrat stehen so banal kann seinheißt die Potenzreihedie sie kriegen ist eins und jetzt setzen Sie X durch minus Hochverrat 1 - wohnquadrathabe ich als nächstes hinhier kommt der Ausfluss hoch 4dann haben wir - 2 hoch 6 und dann kommt hier plus8 plus minusbisins Unendliche so geht das abermal Xist jetzt dich : - Kupferdraht xhoch3-hoch 3 bleibt er - 2 Quadrat hoch 3 wird hoch 6 einePotenzreihe+ Quadratzwischen-1 und +1 liegt-1 ohne +1 dann liegt auch nixjetzt hier gar nicht mehr positiv werdendas Geld dann also wenn ihr wenn der Betrag von U kleiner ist als 1 dann habe ich diesedamit auch so gefunden eine weitere Potenzreihe schreib dir noch mal neu hin diegleich weiterverarbeitenmüssen lerne also folgendes wenn ich das jetzt wieder mit X Schreibe 1 - X Quadrat plusX hoch 4 -6 hoch 6 plus X hoch 8 plus minus bis ins Unendliche1 durch 1 plus X Quadrat wennBetrag von X kleiner ist als 1Abwandlung von der geometrischenReihemuss man sich an etwas erinnern was schon länger vorbei ist es hier auf der rechten Seite steht 1 durch 1plus X Quadratist die Ableitung von Arcus Tangenshaben eine Potenzreihe gefunden für die Ableitung von Arcus Tangensschreib das jetzt dass wir eine Potenzreihe für die Ableitung von arcustangens gefunden habensind die Griechen alsogeben Sie diese Potenzreihe ab X gleich 0wir kriegen einemachen wir das malvon 0 bis X eins möchte ich integrieren1 - X Quadrat plus X hoch 4XS 6 plus 6 hoch 8 plus minusunendlich IDX und dasist dann selber was ich kriege wenn ich von 0 bis X1 die Ableitung von Arcus Tangens vonX integrierender Betrag von X-1 kleiner ist als 1 dann ist ja auch das liegt hier im Betrag kleinerals 1rechte Seitewir können schon eine Stammfunktion das ist nämlich der Arcus Tangens von mir ist auch der Akkus Tangens +42 aber warum der Stress arcustangensist eine Stammfunktion zu langenStrich in den Grenzen von 0 bis X 1wenn wir das Ausrechnen haben wir also das ist der Arcus Tangens vonX 1 - der Arcus Tangens von 0 undich hoffe es ändert sich noch ein paar Leute dran arcustangens von Null ist nullsteht also schlicht und ergreifend der Arcus Tangens vonx1 undderSeitevon 0 bis X 1Stammfunktion zu eins der Nähe WX eine Stammfunktion zu X Quadrat dann nehmen wir xhoch3 Drittelmit einem Minus Zeichen Stammfunktion64 der Nähe x55can wie es weitergeht - 6 hoch 7 7plus X hoch 99plus minus bis ins Unendliche dieSätze x11eab was rauskommt 0 16 als ich kriege X1 -X1 hochX1 hoch 77+hoch 99 + - und so weiter -0 weglassenunddamit haben wir eine Potenzreihe für den arcustangens eine entwicklungsstelle 0der Arcus Tangens an der Stelle 0 entwickeltdas hätte man auch als Taylorreihe schreiben können sie hat sich überlegen können wasist der Funktionswert von Arcus Tangens was ist die erste Ableitung soweit und so weiter alles an der Stelle 0 und die taylorreihen schreiben können das ist die Taylorreihe nur ich habe sie jetzt ganz anders bekommenüber Ableitung der andere Weg gewesen ist Jesus ist viel raffinierter also wir können jetzt in Akkus danke für liebe ich genau ausrechnen aufdiese Art IHKwir können arcustangens aber nur-1 und +1 ausrechnenistÜberraschendes darauf wollte ich noch hinauswas ist jetzt komischstellen sich den arcustangensvor das ist doch eine super schöne Funktionarcustangenstrotzdem gibt's Stresssie weiter weg sind1Ursprungsie Stressdieser Potenzreihe die Potenzreihe funktioniertja nicht mehr diegebildet wird ist wunderschön scheinbarwunderschönaber diePotenzreihe explodiertplötzlich wenn sie zu weit weg sind vom UrsprungKonvergenzradiusdasswir uns gerade ganz schnell noch mal angucken warum gibt es den Stresssieht man nämlich hier bei dem 1 durch 1 plus X Quadrat siehtman warum das schief gehen muss warum haben wir den Stress mit dem Konvergenzradiusaber meinKonvergenzradius1 warumgeht das nicht bis ins Unendlichedas ist doch eine schöne Funktion der Arcus Tangens warum geht es nicht bis ins Unendlichemir was im komplexen aufvon XStress liegt nicht auf Erdachse der Stress liegt im komplexen Realteil von Xvon nichts wenn sie sich das Ganze im komplexen anguckenSie wo der Stress mit dieser Funktion+ X Quadrat die haben wir integriertsind Polstellen imkomplexenvon 1durch 1 plus X Quadrat wo fliegt einem diese Funktion um die Ohren und das beschränkt den Konvergenzradius deshalbkommt er nichtplus minus eins hinaussindvon dieser Funktion im komplexenPlus und Minus i also Imaginärteil gleich 1g Alter gleich nullhaben wir eine PolstelleI haben wir auch eine Polstellesitzen da für XING Quadrat = -1 und dann steht da 1 / 1? 0 genauso bei minus wirhaben wohl stell den komplexen die Funktion als solche ist wunderschön wenn sie gerade Zahlen einsetzen aber im komplexen gibt's Ärgerder Witz ist eben mit dem KonvergenzradiusbeiEntwicklung um die 0Metrikimmer auf einer ScheibeSie sehen dass diese Scheibe nur so groß sein kann sie kann nicht größer werden diese Scheibe die kommen nicht über die Polstelle weg sonst könnte da keine Polstelle sein aber der Stress ist nicht auf der reellen AchseStress ist hierkomplexen das sieht man der Funktion erstmal nicht an und genau aus dem arcustangens wenn sie einmal integrieren dem arcustangens sehen Sie das nicht an im reellen aber im komplexen gibt's den Stress und das schlägt durch auf die Konvergenz im RealalsoPotenzreihenkonvergieren immereiner Scheibe amRand der Scheibe weiß was nicht so genau muss man genau hingucken jenseitsder Scheibe auf jeden Fall gar nicht innerhalb der Scheibe kombinieren Sie richtig gut und man sieht jetzt hier aus dem komplexen heraus kann diese Scheibe maximal den Radius 1 habenkann nicht größer sein dasses bricht im reellen zusammenwegen des Problems hier in komplexen wirsind richtig schöne Funktion haben leorics dazu Potenzreihe dann ist diese Scheibe unendlich groß sinus cosinus ebenfallsda sind diese Scheiben unendlich groß weil diese Funktion leider nicht diese Scheibe hat den Radius 1 der Konvergenzradius ist 1