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14.3.2 Taylor-Reihe, Potenzreihen, Teleskopsumme, Teil 2


CC-BY-NC-SA 3.0

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das heißt diese Täler rein fürEE und Sinus und Kosinusfür die Ex Mensafunktionund Sinus und Kosinusdie Teller reinund richtig gutartigdie kennen wir auch schonpassiert nichts Schlimmeskönnte man jetzt hoffen dass es immer funktionierte sich das wie jede Funktion machen kannjede Funktion in so etwas entwickeln kannzwischen hast an einer Stelle X nullin eine Reihe entwickeln eine Potenzreihe entwickeln kann eineunendlich lange Summe freieGesamtsumme von Potenzen tritt eine Potenzreihebedeuten dass das funktioniertleider nichtes geht nicht immerund nicht immer ganznundaswichtigste Beispiel ist folgendesdie FunktionF von X ist gleich eins durch eins minus Xdas ist eine immer noch sehr billig an die Potenzreihe kommtund gleichzeitig sieht das was schief gehtim Bay sehen Sie diese Funktion ist er sowieso ziemlich übel X das eins istdie dereinst durch nulldass es keinepersonelle Funktion anders als bei Sinus und großes Zsah Funktion ?? machen solche Sorgen nicht ?? diese Funktionärgert unser Schoner Schrägstrich einsin Sicherheit ist gleich eins Einsätze steht der einst durch nullsieben großes R ?? einsetzen was ich will bei Leerzeichen zuhungern wasund an was mit den AbleitungenpassiertanX gleich null entwickelngucke mir den Funktionswert und die Ableitungen dieser Funktion an der Stelle ist gleich null anund baue damit dieKellereienanmeine Funktion selbstnormal hingeschriebenes??ich schreib mal so eins minus X hoch minus eins sind es glaube ich einfacherdie erste Ableitungdie minus eins kommt nach vorne äußere Ableitung die minus eins kommt nach vorneum eins verbringenminus zweides ?? die innere Ableitungmal minus einsals minus X in der Ableitung bilden mit meinen Seinsnoch mal eine Potenzfusionableiten in Rente noch eine Funktion mit Kettenregeläußere Ableitungirgendwas hoch minus eins mit minusminus eins mal irgendwas hoch minus zwei gesehene Ableitung des irgendwas noch ableitenins Einzelfalldie sozial zusammenfasseneins minus eins es ist also eins minus X hoch minus zweidas passt doch ganz nettan was die zweite Ableitung werden wirhier kommt jetzt die minus zwei nach vorneeins minus X hochminusdreisoundsovielhoch minus zwei ableitenminus zwei nach vornewieder minus drei äußere Ableitung mal in der Ableitungbei den?? innerlich also zweimaleins minus Xhochminus dreijetzt kann man das Muster erkennennächsten kommt diedrei noch zusätzlich nach vornealso minus drei mal zweimal eins minus X hoch zweiter minus vierin Ableitung meines einsversteht dann alsodreimal zweimal eins minus Xvierim allgemeinenwird also da stehen die Ente Ableitungmeiner Funktiondieser Funktion hier einzig eins minus X wird seinSinn das ist wohl offensichtlichin Fakultätenkommt jedes Mal der Exponent der Mainz größeren Ordens wieder nach vorne vorne steht ein FakultätsassistentFakultäteins minus X hochminus ähmminus eins eins weiter aus der drei wirtepresseminus?? aus der drei minus vierminus drei minus eins macht er die minus vier das wäre die allgemeine Formel für diese Funktiondamit kann ich die FunktionswertehinschreibenPunkt wenn jetzt noch einbisschenEcke manövriert?? Artnicht ausfüllen ??ich mache noch nicht bald mit den Funktionswertenan X gleich null das interessiert mich jawie groß sind diese Werte an X gleich null??X gleich Null einsetzen okay also minus eins das ist eins das immerhin ein Schlüsselloch minus zwei ist auch einszwei mal eins minus minus drei bis zwei dreimal zwei mal eins minus nur minus vier istsechs und im allgemeinen Fall in Fakultäten ?? eins minus nulleins ?? irgendwas ist in Fakultät das ist mir alsobei dieser Funktion ist das so das der FunktionswertBindestrich null eins sondern die Ableitung einfach in den Fakultäten weiteran der Stelle nulleins Fakultät die zweite Ableitung nicht null zwei Fakultät die dritte Ableitung des drei Fakultätdamit kann ich die Potenzreihe hinschreibendie ich erhoffedie TälerreiheKomma also Teller reibe dann folgendeswenn das funktioniert dann sollte so aussehensollte sein der Funktionswertan dieser Stelle plusdie erste Ableitungan dieser StellemalXplus die zweite Ableitungmal X Quadrat halbeplus diedritte Ableitungsechsmal X hoch drei durch drei Fakultät sechste Plus und so weiterim allgemeinenin FakultätMalik so ähmdurch in Fakultätplusbis ins unendlicheSinnes ist mir das kürzlich ja allessteht einfacheins plus X plus X Quadratplus X hoch dreiplusPlus X ONplusbesitzen ?? das bleibt überals Potenzreihe für eins durch eins minus Xdas heißt diese Funktionist zwar so bisschen unhandlich man auf Anhieb draufguckteinzig eins minus X aber sie sehen was da als Kellerei rauskommtist ganz banalsie summieren alle Potenzen auf bei der ExponentialfunktionbindendenElektronen sah Funktion stand er noch die Fakultäten das bisschenschief in der Gegendbei dieser Funktion ständig ?? die Fakultäten dabei allePotenzen von X auf summiertdas sollte eins durch eins minus X werden wenn alles funktioniertalleswann funktioniert dennnicht immerkann schon nicht immer funktionieren sowasdann sehen wir Sicherheit einsetzen muss irgendwas schief gehensteht einzig nullhabenes gibt einen anderen Weg zu dieserReihe hier man kann noch anders da anlangenund weiß dannob es wirklich funktioniert der andere Weg dahinnicht mit Ableitungender andere Weg anderer Weg Punktandere regnen sich Teleskopsummeaberich probiere mal folgendesrückwärts ich nehme mal für die NummerNummer dreizehnfür die dreizehn nämlich mal eins Plus X plus X Quadrat plus X hoch dreidrei plus X vier plus und so weiter plusendlich ein zwo groß Nim Mai diesesMal eins minus X nimmt es als mathematisches Experiment leicht Klammer zu sinnvoll istdas rechtlich mal ausdas gibteinsX mal eins X Quadrat mal eins also eins Plus Xplus X Quadrat plus X hoch dreiplus X auf vierplus und so weiter plus X hoch dennalles mal einsund jetzt alles mal minus Xeinmal minus X ist minus XX mal minus X ist minus X QuadratX Quadrat mal minus X ist minus X hoch dreiX ?? dreimal minus sechs bis minus X Sofiaund so weiter und so weiterder allerletzte minus X hoch N plus eins ein mehr X ?? N ein minus Xminus X hoch endlos eins der vorletzteden teilnehmenden vorletztenminus Xund das Teleskop daran ist jetzt das sich das zusammen schieben lässt wiedas Fernrohr wie das Teleskop was man ausziehen kann und zusammen schieben kann diese Summe hier schiebt sich zusammeneins minus X plus Xdas schlichtwegminus X Quadrat groß X vertreibt schlichtweg das richtig das schlichtweg das schlichtweg Das heißt Teleskopsummewenn sie in jedem zum anderen ein Term haben der sich mit einem ?? des nächsten Zimmern gleich wieder Weg lebt?? ineinander schieben kann die Summeund es bleibt das handliche Formateins minus X hochNplus einswas man damit gelernt hat wie gesagt das es immer etwas mathematischesExperimentwas man damit gelernt hat istwie man eins minus X schreiben kannnämlich nunfür den Text vierzehnalsoBeistrich dass diese Summe Kompetenzenbis N nicht alle eben hatten wir unendlich viele Potenzenwenn ich die Potenzen bis N auf summierenund so weiter plus X hoch Ndass das sein musseins minuseins minus X hocheins durch eins minusXwenn klarX ungleich eins istdamit dem Teil kanndas Problemdas habe ich damit lernen sie alle Potenzen auf summierenbis zur Enten von den Leuten bis zu HändenHans einzig eins minus die nächste Potenz durch eins minus Xzuder Leitner modifiziert einfach beide Seiten mit eins minus X dann sind Sie auf der linken Seitebleibt das übrig was da obenauf der rechten Seite stehtmit dem Hilfsmittel kann ich nun sagenwas denn diese PotenzreihemachtPotenz heißt nämlichdas besitzen endlich ?? getriebenich gehe nicht bisX hoch tausendX X auf eine Million nicht jedes X hoch wenn sie wollen und endlichund frage mich warum wird das den Grenzwert funktionierenwas passiert wenn ich hier jetzt ähm gegen unendlichhabenwas passiertwennwas passiertwenndieses ähm gegen unendlich gehtentsteht auf der linken SeitemeinerTelereihe für einzig eins minus Xeine PotenzreiheLeerschritt gerne wissen ob die Potenzreihe eine Schonzeitkann es auf der rechten Seite ablesenwas passiert mit der rechten Seite NN gegenunendlich Punktwas passiert mit der rechten Seitealso mich interessiert es das es anders als letztes Semester mich interessiertein festes X möchte wissen ob diese Potenzreihefür ein festes X an vernünftigen Wert ergibtendet gegen unendlichentledigen und ?? zu X festdass ich vergessen X ist eine feste Zahl entgegen und möchte hierunendlich viele aufs und frage mich ob für dieses Fest X dann auf der linken Seiteaus dieser Potenzreihehin was ordentliches rauskommtfür jedes endliche groß Nist das gleich was ?? linken Seite steht und dass das auf der rechten Seite steht ich frage mich also okay was passiert mit der rechten SeiteNN gegen unendlich geht der spannende Ausguss der hier obenentgegen endlich geht X fest was wird mit den passierenund das Tanzen anguckenhabenX hoch endlos einsder gehtgegen unendlichwenn Xgrößer ist als eins wenn hier stets zwei ?? eins zwei zwei zwei hoch drei zwei ?? vierdas wird nett exponentiell explodierenunendlich geht wenn ich den eins Komma null null einseins und zwei ?? wird auch gegen unendlich gehendas wird'skonstant eins seinwenn X gleich eins ist bilden Potenzen von einsdas ist nichts spannendeswarenes wird dagegen abklingengegen Null gehenwennX ich muss anders schreibenwenn X eine Zahl zwischen null undeins ist wenn sie habennach eins wenn sie hier zum Beispiel Potenzen ein halb bildenein halb ein viertelR eins durch zwei ?? drei achtel ein sechzehntelein zweiunddreißigstegesschönen Netz gegen Nullfür alle Zahlen X zwischen null und eins geht das nett gegen Null über einzelne explodierenzwischen null und eins Liters gegen nullarmwähnenX RNXgleich null istbleibt es natürlichnullauch kein Problemdie negativen mit berücksichtigendes ganzen bisschenunhandlicher??wenn sie eine negativeZahl diekleiner ist als einsnegative Zahl die kleine Stadt minus einssowas minus zwei potenzieren minus zwei hoch drei minus zwei ?? vier minus war fünfregelmäßig wechselnde Vorzeichenaber insgesamtexponentiell Wachstumdas heißt dieses hier geht zumindest im Betraggegen endlich bin X größer ist als eins oder wenn X kleiner ist als minus einswenn Xals Wellen X gleich minus eins exakt gleich minus eins istminus eins hoch zwei hoch dreisie wechselnd plus minus eins das heißt das bei dem Betrag gleich einsinwenn ich Zahlenhabe die negativ sind aber zwischen minuseins und null sowas wie minus ein halb in den Kirchenpotenzenwechselndes Vorzeichen ständigaber der Betrag geht gegen Null Betrag geht auf jeden Fall auch nur gegen nullwenndiese Zahl X wird zwischenminus einsund eins ist ?? durch den Vergleich mit der schlagenden Seite ist gleich null ist dies auch gegen ?? ist sogar die ganze Zeit nurso verhält sich dieser entscheidende Ausdruck daNN gegen unendlich geht dieser Ausdruck hiermacht mir sorgenwenn X größer als eins ist aber kleiner als minus eins ist endlich mit der um die Ohren und endlich mir genausoauchdie potenzreicheund die Ohren sind ja für endliche N gleichals ?? GrenzwertSimproblemmitder Potenzreihewenn X gleich eins istNull durchau null rausdas ist auch nicht gutist dafür sowieso X das einzig eingesetzt werden??der spannende Fall ist hier unten wenn X zwischen minus eins und eins ist mit dieser Ausdruck hier immer klein immer kleiner werden im unendlichen wird dieser Ausdruck weg seinund es steht da was rauskommen sollte die Funktion nicht haben wollte einst durch eins minus Xnur dann funktioniert das mit X zwischen minus eins und eins istdeine Sicht der männlichen wegbewegt sich einst durch eins minus X ausdas kann man also war das ganze Festhaltenfür die Nummer fünfzehnalso diese Potenzreiheeins Plus X plus X Quadrat plussuch ähmbis ins unendliche Aufsummenanist gleich wie gewünscht eins durch eins minus X wenndick unterstrichenwenndieses X zwischenminus einsund eins liegtund ansonsten habe ich ein Problemdas man zum ersten Mal schondas solche Potenzreihennicht ganzpflegeleicht sindman hat etwas zum ausrechneneinfacher Formen zum Einsetzen auch zum ableiten sowas ableiten null plus eins plus zwei X in Mali zu minus einsnunaber es gibt's in der Region Pflege so ein kleines Problem an Scheinwas Sie hier sehendiese Potenzreihefunktioniert auf einem bestimmten Intervallaber außerhalb von Intervallendie Stilistik um die Uhrin dem Intervall liefert sie sogar die Originalfunktionzurücksoweit okayaber außer von dem Intervallklappt das nicht so gutan das gucken wir unsden Tag ?? muss nächste Woche an ähmfanden das wirklich hinhaut wann kann ich diese Summe hier die ordentliche Summe die Reihe tatsächlich bilden und wann ist die gleichnamige Originalfunktionnächste WochePunkt was man sich noch anguckenPunkt ??war es zeigtwas man sich noch angucken kann ist nochmals zurück zu denTäler Polynomennicht ins unendliche gehen sondern zuletzt in der ?? Polynom gehennachhier zuguckenwie da der Fehler ist wie groß ist der Fehler wenn ich zum Beispiel bei derWurzelfunktionbei der dritten Potenzial besser