문제 은행 · 미적분 · 대학 미적분 · 급수 심화

급수 심화 전체 문제

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731문제 · 33 / 37쪽

641.APEX · 8.7절 · 36번대학 수준우리말 번역

연습문제 35–37에서 주어진 미분방정식의 해를 4차 매클로린 다항식으로 어림하세요.

y′=5yy'=5y, y(0)=3y(0) = 3

영어 원문 보기

In Exercises 35–37, approximate the solution to the given differential equation with a degree 4 Maclaurin polynomial.

y′=5yy'=5y, y(0)=3y(0) = 3

정답·풀이 보기

3+15x+752x2+3756x3+187524x4\displaystyle 3+15x+\frac{75}{2}x^2+\frac{375}{6}x^3+\frac{1875}{24}x^4

원본 교재 풀이(영어)

3+15x+752x2+3756x3+187524x4\displaystyle 3+15x+\frac{75}{2}x^2+\frac{375}{6}x^3+\frac{1875}{24}x^4

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 11번
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
642.APEX · 8.7절 · 37번대학 수준우리말 번역

연습문제 35–37에서 주어진 미분방정식의 해를 4차 매클로린 다항식으로 어림하세요.

y′=2y\displaystyle y'=\frac2y, y(0)=1y(0) = 1

영어 원문 보기

In Exercises 35–37, approximate the solution to the given differential equation with a degree 4 Maclaurin polynomial.

y′=2y\displaystyle y'=\frac2y, y(0)=1y(0) = 1

정답·풀이 보기

1+2x−2x2+4x3−10x4\displaystyle 1+2x-2x^2+4x^3-10x^4

원본 교재 풀이(영어)

1+2x−2x2+4x3−10x4\displaystyle 1+2x-2x^2+4x^3-10x^4

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 5번
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
643.APEX · 8.8절 · 21번대학 수준우리말 번역

연습문제 21–24에서, 주어진 kk 값에 대한 이항 급수의 처음 5개 항을 쓰세요.

k=1/2k=1/2

영어 원문 보기

In Exercises 21–24, write out the first 5 terms of the Binomial series with the given kk-value.

k=1/2k=1/2

정답·풀이 보기

1+x2−x28+x316−5x4128\displaystyle 1+\frac x2-\frac{x^2}{8}+\frac{x^3}{16}-\frac{5x^4}{128}

원본 교재 풀이(영어)

1+x2−x28+x316−5x4128\displaystyle 1+\frac x2-\frac{x^2}{8}+\frac{x^3}{16}-\frac{5x^4}{128}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 3.6절 · 52번
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
644.APEX · 8.8절 · 22번대학 수준우리말 번역

연습문제 21–24에서, 주어진 kk 값에 대한 이항 급수의 처음 5개 항을 쓰세요.

k=−1/2k=-1/2

영어 원문 보기

In Exercises 21–24, write out the first 5 terms of the Binomial series with the given kk-value.

k=−1/2k=-1/2

정답·풀이 보기

1−x2+3x28−5x316+35x4128\displaystyle 1-\frac x2+\frac{3x^2}{8}-\frac{5x^3}{16}+\frac{35x^4}{128}

원본 교재 풀이(영어)

1−x2+3x28−5x316+35x4128\displaystyle 1-\frac x2+\frac{3x^2}{8}-\frac{5x^3}{16}+\frac{35x^4}{128}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 3.6절 · 39번
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
645.APEX · 8.8절 · 23번대학 수준우리말 번역

연습문제 21–24에서, 주어진 kk 값에 대한 이항 급수의 처음 5개 항을 쓰세요.

k=1/3k=1/3

영어 원문 보기

In Exercises 21–24, write out the first 5 terms of the Binomial series with the given kk-value.

k=1/3k=1/3

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1+x3−x29+5x381−10x4243\displaystyle 1+\frac x3-\frac{x^2}{9}+\frac{5x^3}{81}-\frac{10x^4}{243}

원본 교재 풀이(영어)

1+x3−x29+5x381−10x4243\displaystyle 1+\frac x3-\frac{x^2}{9}+\frac{5x^3}{81}-\frac{10x^4}{243}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.3절 · 26번
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
646.APEX · 8.8절 · 24번대학 수준우리말 번역

연습문제 21–24에서, 주어진 kk 값에 대한 이항 급수의 처음 5개 항을 쓰세요.

k=4k=4

영어 원문 보기

In Exercises 21–24, write out the first 5 terms of the Binomial series with the given kk-value.

k=4k=4

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1+4x+6x2+4x3+x4\displaystyle 1+4x+6x^2+4x^3+x^4 (이 급수는 유한하며, 공식은 여전히 적용됨에 주의한다)

원본 교재 풀이(영어)

1+4x+6x2+4x3+x4\displaystyle 1+4x+6x^2+4x^3+x^4 (note the series is finite, and the formula still applies)

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.3절 · 36번
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
647.APEX · 8.8절 · 31번대학 수준우리말 번역

연습문제 31–32에서, 피적분함수의 테일러 급수에서 0이 아닌 처음 4개의 항을 사용하여 주어진 정적분의 값을 어림하세요.

∫0πsin⁡(x2) dx\displaystyle \int_0^{\sqrt{\pi}} \sin \big(x^2\big)\ dx

영어 원문 보기

In Exercises 31–32, approximate the value of the given definite integral by using the first 4 nonzero terms of the integrand's Taylor series.

∫0πsin⁡(x2) dx\displaystyle \int_0^{\sqrt{\pi}} \sin \big(x^2\big)\ dx

정답·풀이 보기

∫0πsin⁡(x2) dx≈∫0π(x2−x66+x10120−x145040)dx=0.8877\displaystyle \int_0^{\sqrt{\pi}} \sin \big(x^2\big)\ dx \approx \int_0^{\sqrt{\pi}} \left(x^2-\frac{x^6}6+\frac{x^{10}}{120}-\frac{x^{14}}{5040}\right) dx = 0.8877

원본 교재 풀이(영어)

∫0πsin⁡(x2) dx≈∫0π(x2−x66+x10120−x145040)dx=0.8877\displaystyle \int_0^{\sqrt{\pi}} \sin \big(x^2\big)\ dx \approx \int_0^{\sqrt{\pi}} \left(x^2-\frac{x^6}6+\frac{x^{10}}{120}-\frac{x^{14}}{5040}\right) dx = 0.8877

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기OpenStax 2권 · 6.3절 · 2번
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
648.APEX · 8.8절 · 32번대학 수준우리말 번역

연습문제 31–32에서, 피적분함수의 테일러 급수에서 0이 아닌 처음 4개의 항을 사용하여 주어진 정적분의 값을 어림하세요.

∫0π2/4cos⁡(x) dx\displaystyle \int_0^{\pi^2/4} \cos \big(\sqrt{x}\big)\ dx

영어 원문 보기

In Exercises 31–32, approximate the value of the given definite integral by using the first 4 nonzero terms of the integrand's Taylor series.

∫0π2/4cos⁡(x) dx\displaystyle \int_0^{\pi^2/4} \cos \big(\sqrt{x}\big)\ dx

정답·풀이 보기

∫0π2/4cos⁡(x) dx≈∫0π2/4(1−x2+x224−x3720) dx=1.1412\displaystyle \int_0^{\pi^2/4} \cos \big(\sqrt{x}\big)\ dx \approx \int_0^{\pi^2/4} \left(1-\frac x2+\frac{x^2}{24}-\frac{x^3}{720}\right)\ dx = 1.1412 이다. (실제 값: π−2\pi-2)

원본 교재 풀이(영어)

∫0π2/4cos⁡(x) dx≈∫0π2/4(1−x2+x224−x3720) dx=1.1412\displaystyle \int_0^{\pi^2/4} \cos \big(\sqrt{x}\big)\ dx \approx \int_0^{\pi^2/4} \left(1-\frac x2+\frac{x^2}{24}-\frac{x^3}{720}\right)\ dx = 1.1412. (Actual answer: π−2\pi-2)

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-2 · 3.6절 · 53번
APEX Calculus V5 CC BY-NC 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)
649.CLP-1 · 3.4절 · 1번대학 수준우리말 번역

함수 f(x)f(x) 의 x=3x=3 에서의 이차근사는 다음과 같다. f(x)≈−x2+6xf(x) \approx -x^2+6x f(3)f(3), f′(3)f'(3), f′′(3)f''(3), f′′′(3)f'''(3) 의 값을 각각 구하세요.

영어 원문 보기

The quadratic approximation of a function f(x)f(x) about x=3x=3 is f(x)≈−x2+6xf(x) \approx -x^2+6x What are the values of f(3)f(3), f′(3)f'(3), f′′(3)f''(3), and f′′′(3)f'''(3)?

정답·풀이 보기

Q(x)Q(x) 가 33 에서 ff 의 이차근사이면 Q(3)=f(3)Q(3)=f(3), Q′(3)=f′(3)Q'(3)=f'(3), Q′′(3)=f′′(3)Q''(3)=f''(3) 이다. 그러나 f(x)f(x) 와 Q(x)Q(x) 의 3계 도함수가 같다는 보장은 없으므로, f′′′(3)f'''(3) 을 알기에는 정보가 충분하지 않다.

f(3)=−32+6(3)=9f′(3)=ddx{−x2+6x}∣x=3=−2x+6∣x=3=0f′′(3)=d2dx2{−x2+6x}∣x=3=ddx{−2x+6}∣x=3=−2\begin{aligned} f(3)&=-3^2+6(3)=9\\ f'(3)&=\left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{-x^2+6x\right\}\right|_{x=3}=\left.-2x+6\right|_{x=3}=0\\ f''(3)&=\left.\frac{\mathrm{d}^2}{\mathrm{d}{x}^2}\left\{-x^2+6x\right\}\right|_{x=3}= \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{-2x+6\right\}\right|_{x=3}=-2 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

If Q(x)Q(x) is the quadratic approximation of ff about 33, then Q(3)=f(3)Q(3)=f(3), Q′(3)=f′(3)Q'(3)=f'(3), and Q′′(3)=f′′(3)Q''(3)=f''(3). There is no guarantee that f(x)f(x) and Q(x)Q(x) share the same third derivative, though, so we do not have enough information to know f′′′(3)f'''(3).

f(3)=−32+6(3)=9f′(3)=ddx{−x2+6x}∣x=3=−2x+6∣x=3=0f′′(3)=d2dx2{−x2+6x}∣x=3=ddx{−2x+6}∣x=3=−2\begin{aligned} f(3)&=-3^2+6(3)=9\\ f'(3)&=\left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{-x^2+6x\right\}\right|_{x=3}=\left.-2x+6\right|_{x=3}=0\\ f''(3)&=\left.\frac{\mathrm{d}^2}{\mathrm{d}{x}^2}\left\{-x^2+6x\right\}\right|_{x=3}= \left.\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{-2x+6\right\}\right|_{x=3}=-2 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 6번
# 테일러 다항식과 오차계산기본자동 분류
650.CLP-1 · 3.4절 · 2번대학 수준우리말 번역

f(x)=2x+5f(x)=2x+5 의 x=ax=a 에서의 이차근사를 구하세요.

영어 원문 보기

Give a quadratic approximation of f(x)=2x+5f(x)=2x+5 about x=ax=a.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

f(x)f(x) 의 x=ax=a 에서의 이차근사는 다음과 같다.

f(x)≈f(a)+f′(a)(x−a)+12f′′(a)(x−a)2f(a)=2a+5, f′(a)=2, f′′(a)=0 을 대입하면:f(x)≈(2a+5)+2(x−a)=2x+5\begin{aligned} f(x) &\approx f(a)+f'(a)(x-a)+\frac{1}{2}f''(a)(x-a)^2 \\ \text{$f(a)=2a+5$, $f'(a)=2$, $f''(a)=0$ 을 대입하면:} \\ f(x) &\approx (2a+5)+2(x-a)=2x+5 \end{aligned}

따라서 구하는 근사는 f(x)≈2x+5f(x) \approx 2x+5 이다.

참고: 이 근사는 xx 의 모든 값에 대해 정확하다. 이차함수, 일차함수, 상수함수의 이차근사는 항상 이렇게 된다.

원본 교재 풀이(영어)

The quadratic approximation of f(x)f(x) about x=ax=a is

f(x)≈f(a)+f′(a)(x−a)+12f′′(a)(x−a)2We subsitute f(a)=2a+5, f′(a)=2, and f′′(a)=0:f(x)≈(2a+5)+2(x−a)=2x+5\begin{aligned} f(x) &\approx f(a)+f'(a)(x-a)+\frac{1}{2}f''(a)(x-a)^2 \\ \text{We subsitute $f(a)=2a+5$, $f'(a)=2$, and $f''(a)=0$:} \\ f(x) &\approx (2a+5)+2(x-a)=2x+5 \end{aligned}

So, our approximation is f(x)≈2x+5f(x) \approx 2x+5.

Remark: Our approximation is exact for every value of xx. This will always happen with a quadratic approximation of a function that is quadratic, linear, or constant.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 3번
# 테일러 다항식과 오차계산기본자동 분류
651.CLP-1 · 3.4절 · 3번대학 수준우리말 번역

2차 근사를 이용하여 log⁡(0.93)\log(0.93) 의 값을 어림하세요.

(씨엘피-1에서는 log⁡x\log x 를 xx 의 자연로그, 즉 log⁡ex\log_e x 의 뜻으로 쓴다는 점을 기억하세요.)

영어 원문 보기

Use a quadratic approximation to estimate log⁡(0.93)\log(0.93).

(Remember that in CLP-1 we use log⁡x\log x to mean the natural logarithm of xx, log⁡ex\log_e x.)

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

함수 f(x)=log⁡xf(x)=\log x 를 x=1x=1 근처에서 근사한다. 1은 0.930.93 에 가깝고, x=1x=1 에서 f(x)f(x) 와 처음 두 도함수의 값을 구할 수 있으므로 1을 택한다.

f(1)=0f′(x)=1x⇒f′(1)=1f′′(x)=−1x2⇒f′′(1)=−1따라서,f(x)≈f(1)+f′(1)(x−1)+12f′′(1)(x−1)2=0+(x−1)−12(x−1)2x=0.93 일 때:f(0.93)≈(0.93−1)−12(0.93−1)2=−0.07−12(0.0049)=−0.07245\begin{aligned} f(1)&=0\\ f'(x)&=\frac{1}{x}\qquad \Rightarrow \qquad f'(1)=1\\ f''(x)&=\frac{-1}{x^2} \qquad \Rightarrow \qquad f''(1)=-1 \\ \text{따라서,} \\ f(x) &\approx f(1)+f'(1)(x-1)+\frac{1}{2}f''(1)(x-1)^2\\ &=0+(x-1)-\frac{1}{2}(x-1)^2 \\ \text{$x=0.93$ 일 때:} \\ f(0.93) &\approx (0.93-1)-\frac{1}{2}(0.93-1)^2=-0.07-\frac{1}{2}(0.0049)=-0.07245 \end{aligned}

따라서 log⁡(0.93)≈−0.07245\log(0.93) \approx -0.07245 로 어림한다.

참고: 계산기로 구하면 log⁡(0.93)≈−0.07257\log(0.93) \approx -0.07257 이다. 꽤 가깝다.

원본 교재 풀이(영어)

We approximate the function f(x)=log⁡xf(x)=\log x about the point x=1x=1. We choose 1 because it is close to 0.930.93, and we can evaluate f(x)f(x) and its first two derivatives at x=1x=1.

f(1)=0f′(x)=1x⇒f′(1)=1f′′(x)=−1x2⇒f′′(1)=−1So,f(x)≈f(1)+f′(1)(x−1)+12f′′(1)(x−1)2=0+(x−1)−12(x−1)2When x=0.93:f(0.93)≈(0.93−1)−12(0.93−1)2=−0.07−12(0.0049)=−0.07245\begin{aligned} f(1)&=0\\ f'(x)&=\frac{1}{x}\qquad \Rightarrow \qquad f'(1)=1\\ f''(x)&=\frac{-1}{x^2} \qquad \Rightarrow \qquad f''(1)=-1 \\ \text{So,} \\ f(x) &\approx f(1)+f'(1)(x-1)+\frac{1}{2}f''(1)(x-1)^2\\ &=0+(x-1)-\frac{1}{2}(x-1)^2 \\ \text{When $x=0.93$:} \\ f(0.93) &\approx (0.93-1)-\frac{1}{2}(0.93-1)^2=-0.07-\frac{1}{2}(0.0049)=-0.07245 \end{aligned}

We estimate log⁡(0.93)≈−0.07245\log(0.93) \approx -0.07245.

Remark: a calculator approximates log⁡(0.93)≈−0.07257\log(0.93) \approx -0.07257. We're pretty close.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 1번
# 테일러 다항식과 오차계산보통자동 분류
652.CLP-1 · 3.4절 · 4번대학 수준우리말 번역

이차 근사를 이용하여 cos⁡(115)\cos\left(\dfrac{1}{15}\right) 의 값을 어림하세요.

영어 원문 보기

Use a quadratic approximation to estimate cos⁡(115)\cos\left(\dfrac{1}{15}\right).

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

함수 f(x)=cos⁡xf(x)=\cos x 를 근사한다. x=0x=0 에서 cos⁡x\cos x 와 sin⁡x\sin x (sin⁡x\sin x 는 1계 도함수에 나타난다)의 값을 쉽게 구할 수 있고, 0 은 115\dfrac{1}{15} 에 꽤 가까우므로 x=0x=0 을 중심으로 근사한다.

f(0)=1f′(x)=−sin⁡xf′(0)=−sin⁡(0)=0f′′(x)=−cos⁡xf′′(0)=−cos⁡(0)=−1Using the quadratic approximation f(x)≈f(0)+f′(0)(x−0)+12f′′(0)(x−0)2:f(x)≈1−12x2f(115)≈1−12⋅152=449450\begin{aligned} f(0)&=1\\ f'(x)&=-\sin x\\ f'(0)&=-\sin(0)=0\\ f''(x)&=-\cos x\\ f''(0)&=-\cos(0)=-1 \\ \text{Using the quadratic approximation $f(x) \approx f(0)+f'(0)(x-0)+\frac{1}{2}f''(0)(x-0)^2$:} \\ f(x)&\approx 1 -\frac{1}{2}x^2\\ f\left(\frac{1}{15}\right)&\approx 1-\frac{1}{2\cdot 15^2}=\frac{449}{450} \end{aligned}

cos⁡(115)≈449450\cos\left(\dfrac{1}{15}\right)\approx\dfrac{449}{450} 로 어림한다.

참고: 449450=0.9977‾\dfrac{449}{450}= 0.99\overline{77} 이고, 계산기로는 cos⁡(115)≈0.9977786\cos\left(\frac{1}{15}\right )\approx 0.9977786 이다. 이 근사의 오차는 약 0.0000010.000001 이다.

원본 교재 풀이(영어)

We approximate the function f(x)=cos⁡xf(x)=\cos x. We can easily evaluate cos⁡x\cos x and sin⁡x\sin x (sin⁡x\sin x will appear in the first derivative) at x=0x=0, and 0 is quite close to 115\dfrac{1}{15}, so we centre our approximation about x=0x=0.

f(0)=1f′(x)=−sin⁡xf′(0)=−sin⁡(0)=0f′′(x)=−cos⁡xf′′(0)=−cos⁡(0)=−1Using the quadratic approximation f(x)≈f(0)+f′(0)(x−0)+12f′′(0)(x−0)2:f(x)≈1−12x2f(115)≈1−12⋅152=449450\begin{aligned} f(0)&=1\\ f'(x)&=-\sin x\\ f'(0)&=-\sin(0)=0\\ f''(x)&=-\cos x\\ f''(0)&=-\cos(0)=-1 \\ \text{Using the quadratic approximation $f(x) \approx f(0)+f'(0)(x-0)+\frac{1}{2}f''(0)(x-0)^2$:} \\ f(x)&\approx 1 -\frac{1}{2}x^2\\ f\left(\frac{1}{15}\right)&\approx 1-\frac{1}{2\cdot 15^2}=\frac{449}{450} \end{aligned}

We approximate cos⁡(115)≈449450\cos\left(\dfrac{1}{15}\right)\approx\dfrac{449}{450} .

Remark: 449450=0.9977‾\dfrac{449}{450}= 0.99\overline{77}, while a calculator gives cos⁡(115)≈0.9977786\cos\left(\frac{1}{15}\right )\approx 0.9977786. Our approximation has an error of about 0.0000010.000001.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 5번
# 테일러 다항식과 오차계산보통자동 분류
653.CLP-1 · 3.4절 · 5번대학 수준우리말 번역

x=0x=0 에서 f(x)=e2xf(x)=e^{2x} 의 이차 근사를 구하세요.

영어 원문 보기

Calculate the quadratic approximation of f(x)=e2xf(x)=e^{2x} about x=0x=0.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

x=ax=a 에서 함수 f(x)f(x) 의 이차 근사는 다음과 같다.

f(x)≈f(a)+f′(a)(x−a)+12f′′(a)(x−a)2We compute derivatives.f(0)=e0=1f′(x)=2e2xf′(0)=2e0=2f′′(x)=4e2xf′′(0)=4e0=4Substituting:f(x)≈1+2(x−0)+42(x−0)2f(x)≈1+2x+2x2\begin{aligned}f(x) &\approx f(a)+f'(a)(x-a)+\frac{1}{2}f''(a)(x-a)^2 \\ \text{We compute derivatives.} \\ f(0)&=e^0=1\\ f'(x)&=2e^{2x}\\ f'(0)&=2e^0=2\\ f''(x)&=4e^{2x}\\ f''(0)&=4e^0=4 \\ \text{Substituting:} \\ f(x) &\approx 1+2(x-0)+\frac{4}{2}(x-0)^2 \\f(x) &\approx 1+2x+2x^2 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The quadratic approximation of a function f(x)f(x) about x=ax=a is

f(x)≈f(a)+f′(a)(x−a)+12f′′(a)(x−a)2We compute derivatives.f(0)=e0=1f′(x)=2e2xf′(0)=2e0=2f′′(x)=4e2xf′′(0)=4e0=4Substituting:f(x)≈1+2(x−0)+42(x−0)2f(x)≈1+2x+2x2\begin{aligned}f(x) &\approx f(a)+f'(a)(x-a)+\frac{1}{2}f''(a)(x-a)^2 \\ \text{We compute derivatives.} \\ f(0)&=e^0=1\\ f'(x)&=2e^{2x}\\ f'(0)&=2e^0=2\\ f''(x)&=4e^{2x}\\ f''(0)&=4e^0=4 \\ \text{Substituting:} \\ f(x) &\approx 1+2(x-0)+\frac{4}{2}(x-0)^2 \\f(x) &\approx 1+2x+2x^2 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 10번
# 테일러 다항식과 오차계산보통자동 분류
654.CLP-1 · 3.4절 · 6번대학 수준우리말 번역

이차 근사를 이용하여 5435^{\tfrac{4}{3}} 의 값을 어림하세요.

영어 원문 보기

Use a quadratic approximation to estimate 5435^{\tfrac{4}{3}}.

정답·풀이 보기

근사할 함수로 고를 수 있는 것이 몇 가지 있다. 예를 들면 다음과 같다.

  • f(x)=x4/3f(x)=x^{4/3}. 이 경우에는 x=8x=8 에서 f(x)f(x) 를 근사하는 것이 좋겠다(8은 세제곱수이므로 84/3=24=168^{4/3}=2^4=16 은 계산할 수 있는 값이다). 또는 x=1x=1 에서 근사해도 된다.
  • f(x)=5xf(x)=5^{x}. xx 가 0 이상의 정수일 때 f(x)f(x) 는 쉽게 구할 수 있으므로 어떤 0 이상의 정수 x=ax=a 를 중심으로 근사하고 싶겠지만, f′(a)=5alog⁡(5)f'(a)=5^a\log(5) 에서 문제가 생긴다. 계산기 없이는 log⁡(5)\log(5) 의 값을 알기 어렵다.
  • 54/3=5535^{4/3}=5\sqrt[3]{5} 이므로 f(x)=5x3f(x)=5\sqrt[3]{x} 를 쓸 수 있다. 첫 번째 항목과 마찬가지로 x=8x=8 또는 x=1x=1 을 중심으로 잡는다.

첫 번째와 세 번째 항목은 큰 차이가 없다. f(x)=5x3f(x)=5\sqrt[3]{x} 를 x=8x=8 중심으로 하여 풀겠다.

f(x)=5x13⇒f(8)=5⋅2=10f′(x)=53x−23⇒f′(8)=53(2−2)=512f′′(x)=53(−23)x−53=−109x−53⇒f′′(8)=−109(2−5)=−5144이차 근사 f(x)≈f(a)+f′(a)(x−a)+12f′′(a)(x−a)2 을 이용하면:f(x)≈10+512(x−8)−5288(x−8)2f(5)≈10+512(−3)−5288(9)=27532\begin{aligned} f(x)&=5x^{\frac{1}{3}}&&\Rightarrow& f(8)&=5\cdot 2 = 10\\ f'(x)&=\frac{5}{3}x^{-\frac{2}{3}}&&\Rightarrow& f'(8)&=\frac{5}{3}\left(2^{-2}\right)=\frac{5}{12}\\ f''(x)&=\frac{5}{3}\left(-\frac{2}{3}\right)x^{-\frac{5}{3}}=-\frac{10}{9}x^{-\frac{5}{3}}&&\Rightarrow& f''(8)&=-\frac{10}{9}\left(2^{-5}\right)=-\frac{5}{144} \\ \text{이차 근사 $f(x) \approx f(a)+f'(a)(x-a)+\frac{1}{2}f''(a)(x-a)^2$ 을 이용하면:} \\ f(x)&\approx 10+\frac{5}{12}(x-8)-\frac{5}{288}(x-8)^2\\ f(5)&\approx 10+\frac{5}{12}(-3)-\frac{5}{288}(9)=\frac{275}{32} \end{aligned}

따라서 54/3≈275325^{4/3}\approx\dfrac{275}{32} 로 어림한다.

참고: 27532=8.59375\dfrac{275}{32} = 8.59375 이고, 계산기로 구하면 54/3≈8.54995^{4/3}\approx 8.5499 이다. 5와 8이 다소 떨어져 있지만, 어림한 값은 실제 값과 약 0.040.04 만큼만 차이 난다.

원본 교재 풀이(영어)

There are a few functions we could choose to approximate. For example:

  • f(x)=x4/3f(x)=x^{4/3}. In this case, we would probably choose to approximate f(x)f(x) about x=8x=8 (since 8 is a cube, 84/3=24=168^{4/3}=2^4=16 is something we can evaluate) or x=1x=1.
  • f(x)=5xf(x)=5^{x}. We can easily figure out f(x)f(x) when xx is a whole number, so we would want to centre our approximation around some whole number x=ax=a, but then f′(a)=5alog⁡(5)f'(a)=5^a\log(5) gives us a problem: without a calculator, it's hard to know what log⁡(5)\log(5) is.
  • Since 54/3=5535^{4/3}=5\sqrt[3]{5}, we can use f(x)=5x3f(x)=5\sqrt[3]{x}. As in the first bullet, we would centre about x=8x=8, or x=1x=1.

There isn't much difference between the first and third bullets. We'll go with f(x)=5x3f(x)=5\sqrt[3]{x}, centred about x=8x=8.

f(x)=5x13⇒f(8)=5⋅2=10f′(x)=53x−23⇒f′(8)=53(2−2)=512f′′(x)=53(−23)x−53=−109x−53⇒f′′(8)=−109(2−5)=−5144Using the quadratic approximation f(x)≈f(a)+f′(a)(x−a)+12f′′(a)(x−a)2:f(x)≈10+512(x−8)−5288(x−8)2f(5)≈10+512(−3)−5288(9)=27532\begin{aligned} f(x)&=5x^{\frac{1}{3}}&&\Rightarrow& f(8)&=5\cdot 2 = 10\\ f'(x)&=\frac{5}{3}x^{-\frac{2}{3}}&&\Rightarrow& f'(8)&=\frac{5}{3}\left(2^{-2}\right)=\frac{5}{12}\\ f''(x)&=\frac{5}{3}\left(-\frac{2}{3}\right)x^{-\frac{5}{3}}=-\frac{10}{9}x^{-\frac{5}{3}}&&\Rightarrow& f''(8)&=-\frac{10}{9}\left(2^{-5}\right)=-\frac{5}{144} \\ \text{Using the quadratic approximation $f(x) \approx f(a)+f'(a)(x-a)+\frac{1}{2}f''(a)(x-a)^2$:} \\ f(x)&\approx 10+\frac{5}{12}(x-8)-\frac{5}{288}(x-8)^2\\ f(5)&\approx 10+\frac{5}{12}(-3)-\frac{5}{288}(9)=\frac{275}{32} \end{aligned}

We estimate 54/3≈275325^{4/3}\approx\dfrac{275}{32}

Remark: 27532=8.59375\dfrac{275}{32} = 8.59375, and a calculator gives 54/3≈8.54995^{4/3}\approx 8.5499. Although 5 and 8 are somewhat far apart, our estimate is only off by about 0.040.04.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 4번
# 테일러 다항식과 오차계산보통자동 분류
655.CLP-1 · 3.4절 · 8번대학 수준우리말 번역

다음을 시그마 기호로 나타내세요.

(a) 1+2+3+4+51+2+3+4+5 (b) 2+4+6+82+4+6+8 (c) 3+5+7+9+113+5+7+9+11 (d) 9+16+25+36+499+16+25+36+49 (e) 9+4+16+5+25+6+36+7+49+89+4+16+5+25+6+36+7+49+8 (f) 8+15+24+35+488+15+24+35+48 (g) 3−6+9−12+15−183-6+9-12+15-18

영어 원문 보기

Write the following in sigma notation:

(a) 1+2+3+4+51+2+3+4+5 (b) 2+4+6+82+4+6+8 (c) 3+5+7+9+113+5+7+9+11 (d) 9+16+25+36+499+16+25+36+49 (e) 9+4+16+5+25+6+36+7+49+89+4+16+5+25+6+36+7+49+8 (f) 8+15+24+35+488+15+24+35+48 (g) 3−6+9−12+15−183-6+9-12+15-18

정답·풀이 보기

각각에 대해 답은 여러 가지가 있다. 그중 몇 가지를 아래에 제시한다.

(a) 1+2+3+4+5=∑n=15n1+2+3+4+5 = \displaystyle \sum_{n=1}^5n (b) 2+4+6+8=∑n=142n2+4+6+8=\displaystyle \sum_{n=1}^4 2n (c) 3+5+7+9+11=∑n=15(2n+1)3+5+7+9+11=\displaystyle \sum_{n=1}^{5}(2n+1) (d) 9+16+25+36+49=∑n=37n29+16+25+36+49=\displaystyle \sum_{n=3}^7 n^2 (e) 9+4+16+5+25+6+36+7+49+8=∑n=37(n2+n+1)9+4+16+5+25+6+36+7+49+8=\displaystyle \sum_{n=3}^7 (n^2+n+1) (f) 8+15+24+35+48=∑n=37(n2−1)8+15+24+35+48= \displaystyle \sum_{n=3}^7 (n^2-1) (g) 3−6+9−12+15−18=∑n=16(−1)n+13n3-6+9-12+15-18=\displaystyle \sum_{n=1}^6 (-1)^{n+1}3n 참고: (−1)n+1(-1)^{n+1} 대신 (−1)n(-1)^n 을 쓰고 나머지는 모두 같게 하면, 부호가 모두 반대가 된다.

원본 교재 풀이(영어)

For each of these, there are many solutions. We provide some below.

(a) 1+2+3+4+5=∑n=15n1+2+3+4+5 = \displaystyle \sum_{n=1}^5n (b) 2+4+6+8=∑n=142n2+4+6+8=\displaystyle \sum_{n=1}^4 2n (c) 3+5+7+9+11=∑n=15(2n+1)3+5+7+9+11=\displaystyle \sum_{n=1}^{5}(2n+1) (d) 9+16+25+36+49=∑n=37n29+16+25+36+49=\displaystyle \sum_{n=3}^7 n^2 (e) 9+4+16+5+25+6+36+7+49+8=∑n=37(n2+n+1)9+4+16+5+25+6+36+7+49+8=\displaystyle \sum_{n=3}^7 (n^2+n+1) (f) 8+15+24+35+48=∑n=37(n2−1)8+15+24+35+48= \displaystyle \sum_{n=3}^7 (n^2-1) (g) 3−6+9−12+15−18=∑n=16(−1)n+13n3-6+9-12+15-18=\displaystyle \sum_{n=1}^6 (-1)^{n+1}3n Remark: if we had written (−1)n(-1)^n instead of (−1)n+1(-1)^{n+1}, with everything else the same, the signs would have been reversed.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 9번
# 테일러 다항식과 오차계산보통자동 분류
656.CLP-1 · 3.4절 · 9번대학 수준우리말 번역

f(x)=2arcsin⁡xf(x)=2\arcsin x 의 x=0x=0 에서의 이차 근사를 이용하여 f(1)f(1) 을 어림하세요. 어떤 수를 어림하고 있나요?

영어 원문 보기

Use a quadratic approximation of f(x)=2arcsin⁡xf(x)=2\arcsin x about x=0x=0 to approximate f(1)f(1). What number are you approximating?

정답·풀이 보기

먼저 f(x)f(x) 의 처음 두 도함수를 구해 보자.

f(x)=2arcsin⁡x⇒f(0)=2(0)=0f′(x)=21−x2⇒f′(0)=21=2f′′(x)=ddx{2(1−x2)−12}=2(−12)(1−x2)−32(−2x)(연쇄법칙)=2x(1−x2)3⇒f′′(0)=0이제 x=0 에서의 이차 근사를 구할 수 있다.f(x)≈f(0)+f′(0)x+12f′′(0)x2=2xf(1)≈2\begin{aligned} f(x)&=2\arcsin x&&\Rightarrow& f(0)&=2(0)=0\\ f'(x)&=\frac{2}{\sqrt{1-x^2}}&&\Rightarrow& f'(0)&=\frac{2}{1}=2\\ f''(x)&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{2(1-x^2)^{-\tfrac{1}{2}}\right\}\\ &=2\left(-\tfrac{1}{2}\right)(1-x^2)^{-\tfrac{3}{2}}(-2x) \qquad\text{(연쇄법칙)}\\ &=\frac{2x}{\left(\sqrt{1-x^2}\right)^3}&&\Rightarrow& f''(0)&=0 \\ \text{이제 $x=0$ 에서의 이차 근사를 구할 수 있다.} \\ f(x)&\approx f(0)+f'(0)x+\frac{1}{2}f''(0)x^2\\ &=2x\\ f(1)& \approx 2 \end{aligned}

이차 근사로 2arcsin⁡(1)≈22\arcsin(1) \approx 2 를 얻는다. 그러나 2arcsin⁡(1)2\arcsin(1) 의 정확한 값은 2(π2)=π2\left(\dfrac{\pi}{2}\right)=\pi 이다. 결국 π≈2\pi \approx 2 라는 다소 안타까운 어림을 한 셈이다.

원본 교재 풀이(영어)

Let's start by taking the first two derivative of f(x)f(x).

f(x)=2arcsin⁡x⇒f(0)=2(0)=0f′(x)=21−x2⇒f′(0)=21=2f′′(x)=ddx{2(1−x2)−12}=2(−12)(1−x2)−32(−2x)(chain rule)=2x(1−x2)3⇒f′′(0)=0Now, we can find the quadratic approximation about x=0.f(x)≈f(0)+f′(0)x+12f′′(0)x2=2xf(1)≈2\begin{aligned} f(x)&=2\arcsin x&&\Rightarrow& f(0)&=2(0)=0\\ f'(x)&=\frac{2}{\sqrt{1-x^2}}&&\Rightarrow& f'(0)&=\frac{2}{1}=2\\ f''(x)&=\frac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}x}\left\{2(1-x^2)^{-\tfrac{1}{2}}\right\}\\ &=2\left(-\tfrac{1}{2}\right)(1-x^2)^{-\tfrac{3}{2}}(-2x) \qquad\text{(chain rule)}\\ &=\frac{2x}{\left(\sqrt{1-x^2}\right)^3}&&\Rightarrow& f''(0)&=0 \\ \text{Now, we can find the quadratic approximation about $x=0$.} \\ f(x)&\approx f(0)+f'(0)x+\frac{1}{2}f''(0)x^2\\ &=2x\\ f(1)& \approx 2 \end{aligned}

Our quadratic approximation gives 2arcsin⁡(1)≈22\arcsin(1) \approx 2. However, 2arcsin⁡(1)2\arcsin(1) is exactly equal to 2(π2)=π2\left(\dfrac{\pi}{2}\right)=\pi. We've just made the rather unfortunate approximation π≈2\pi \approx 2.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 6번
# 테일러 다항식과 오차계산도전자동 분류
657.CLP-1 · 3.4절 · 10번대학 수준우리말 번역

exe^x 의 이차 근사를 이용하여 ee 를 소수로 어림하세요.

영어 원문 보기

Use a quadratic approximation of exe^x to estimate ee as a decimal.

답 쓰고 채점
정답·풀이 보기

교재에 따르면 exe^x 의 x=0x=0 근방에서의 이차 근사는 ex≈1+x+12x2e^x \approx 1+x+\frac{1}{2}x^2 이다. 따라서 e=e1≈1+1+12=2.5e=e^1 \approx 1+1+\frac{1}{2}=2.5 이므로 e≈2.5e \approx 2.5 로 어림한다.

참고: 실제로는 e≈2.718e \approx 2.718 이다.

원본 교재 풀이(영어)

From the text, the quadratic approximation of exe^x about x=0x=0 is ex≈1+x+12x2e^x \approx 1+x+\frac{1}{2}x^2 So, e=e1≈1+1+12=2.5e=e^1 \approx 1+1+\frac{1}{2}=2.5 We estimate e≈2.5e \approx 2.5.

Remark: actually, e≈2.718e \approx 2.718.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 8번
# 테일러 다항식과 오차계산도전자동 분류
658.CLP-1 · 3.4절 · 1번대학 수준우리말 번역

함수 f(x)f(x) 의 x=1x=1 에서의 3차 테일러 다항식이 T3(x)=x3−5x2+9xT_3(x)=x^3-5x^2+9x 일 때, f′′(1)f''(1) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

The 3rd order Taylor polynomial for a function f(x)f(x) about x=1x=1 is T3(x)=x3−5x2+9xT_3(x)=x^3-5x^2+9x What is f′′(1)f''(1)?

정답·풀이 보기

T3(x)T_3(x) 는 f(x)f(x) 의 x=1x=1 에서의 3차 테일러 다항식이므로

  • T3(1)=f(1)T_3(1)=f(1)
  • T3′(1)=f′(1)T_3'(1)=f'(1)
  • T3′′(1)=f′′(1)T_3''(1)=f''(1)
  • T3′′′(1)=f′′′(1)T_3'''(1)=f'''(1)

특히 f′′(1)=T3′′(1)f''(1)=T_3''(1) 이다.

T3′(x)=3x2−10x+9T3′′(x)=6x−10T3′′(1)=6−10=−4\begin{aligned} T_3'(x)&=3x^2-10x+9\\ T_3''(x)&=6x-10\\ T_3''(1)&=6-10=-4 \end{aligned}

따라서 f′′(1)=−4f''(1)=-4 이다.

원본 교재 풀이(영어)

Since T3(x)T_3(x) is the third order Taylor polynomial for f(x)f(x) about x=1x=1:

  • T3(1)=f(1)T_3(1)=f(1)
  • T3′(1)=f′(1)T_3'(1)=f'(1)
  • T3′′(1)=f′′(1)T_3''(1)=f''(1)
  • T3′′′(1)=f′′′(1)T_3'''(1)=f'''(1)

In particular, f′′(1)=T3′′(1)f''(1)=T_3''(1).

T3′(x)=3x2−10x+9T3′′(x)=6x−10T3′′(1)=6−10=−4\begin{aligned} T_3'(x)&=3x^2-10x+9\\ T_3''(x)&=6x-10\\ T_3''(1)&=6-10=-4 \end{aligned}

So, f′′(1)=−4f''(1)=-4.

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 1번
# 테일러 다항식과 오차계산기본자동 분류
659.CLP-1 · 3.4절 · 3번대학 수준우리말 번역

함수 f(x)f(x) 의 4차 매클로린 다항식이 T4(x)=x4−x3+x2−x+1T_4(x)=x^4-x^3+x^2-x+1 일 때, f(x)f(x) 의 3차 매클로린 다항식을 구하세요.

영어 원문 보기

The 4th order Maclaurin polynomial for f(x)f(x) is T4(x)=x4−x3+x2−x+1T_4(x)=x^4-x^3+x^2-x+1 What is the third order Maclaurin polynomial for f(x)f(x)?

정답·풀이 보기

f(x)f(x) 의 4차 매클로린 다항식은

T4(x)=f(0)+f′(0)x+12f′′(0)x2+13!f′′′(0)x3+14!f(4)(0)x4이고, f(x) 의 3차 매클로린 다항식은T3(x)=f(0)+f′(0)x+12f′′(0)x2+13!f′′′(0)x3따라서 T4(x) 에서 x4 을 포함한 항을 그냥 “잘라 내면" 된다:T3(x)=−x3+x2−x+1\begin{aligned} T_4(x)&=f(0)+f'(0)x+\frac{1}{2}f''(0)x^2+\frac{1}{3!}f'''(0)x^3+\frac{1}{4!}f^{(4)}(0)x^4 \\ \text{이고, $f(x)$ 의 3차 매클로린 다항식은} \\ T_3(x)&=f(0)+f'(0)x+\frac{1}{2}f''(0)x^2+\frac{1}{3!}f'''(0)x^3 \\ \text{따라서 $T_4(x)$ 에서 $x^4$ 을 포함한 항을 그냥 ``잘라 내면" 된다:} \\ T_3(x)&=-x^3+x^2-x+1 \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The fourth order Maclaurin polynomial for f(x)f(x) is

T4(x)=f(0)+f′(0)x+12f′′(0)x2+13!f′′′(0)x3+14!f(4)(0)x4while the third order Maclaurin polynomial for f(x) isT3(x)=f(0)+f′(0)x+12f′′(0)x2+13!f′′′(0)x3So, we simply “chop off" the part of T4(x) that includes x4:T3(x)=−x3+x2−x+1\begin{aligned} T_4(x)&=f(0)+f'(0)x+\frac{1}{2}f''(0)x^2+\frac{1}{3!}f'''(0)x^3+\frac{1}{4!}f^{(4)}(0)x^4 \\ \text{while the third order Maclaurin polynomial for $f(x)$ is} \\ T_3(x)&=f(0)+f'(0)x+\frac{1}{2}f''(0)x^2+\frac{1}{3!}f'''(0)x^3 \\ \text{So, we simply ``chop off" the part of $T_4(x)$ that includes $x^4$:} \\ T_3(x)&=-x^3+x^2-x+1 \end{aligned}

한 번 더 — 비슷한 문제 풀기CLP-1 · 3.4절 · 12번
# 테일러 다항식과 오차계산도전자동 분류
660.CLP-1 · 3.4절 · 5번대학 수준우리말 번역

임의의 짝수 nn 에 대해, 함수 f(x)f(x) 의 x=5x=5 에서의 nn차 테일러 다항식이 ∑k=0n/22k+13k−9(x−5)2k\sum_{k=0}^{n/2} \frac{2k+1}{3k-9}(x-5)^{2k} 라고 하자. f(10)(5)f^{(10)}(5) 의 값을 구하세요.

영어 원문 보기

For any even number nn, suppose the nnth order Taylor polynomial for f(x)f(x) about x=5x=5 is ∑k=0n/22k+13k−9(x−5)2k\sum_{k=0}^{n/2} \frac{2k+1}{3k-9}(x-5)^{2k} What is f(10)(5)f^{(10)}(5)?

정답·풀이 보기

f(x)f(x) 의 x=5x=5 에서의 nn차 테일러 다항식은

Tn(x)=∑k=0n1k!f(k)(5)(x−5)k이를 어느 정도 전개하면:Tn(x)=f(5)+f′(x−5)+⋯+110!f(10)(5)(x−5)10+⋯+1n!f(n)(5)(x−5)n따라서 (x−5)10 의 계수는 110!f(10)(5) 이다. 주어진 꼴의 테일러 다항식을 전개하면:Tn(x)=∑k=0n/22k+13k−9(x−5)2k=1−9⏟k=0+3−6(x−5)2⏟k=1+⋯+116(x−5)10⏟k=5+⋯+n+1(3/2)n−9(x−5)n⏟k=n/2두 식에서 (x−5)10 의 계수를 같다고 놓으면:110!f(10)(5)=116f(10)(5)=11⋅10!6\begin{aligned}T_n(x)&=\sum_{k=0}^{n} \frac{1}{k!}f^{(k)}(5)(x-5)^{k} \\ \text{이를 어느 정도 전개하면:} \\ T_n(x)&=f(5)+f'(x-5) + \cdots + \boxed{\frac{1}{10!}f^{(10)}(5)(x-5)^{10}}+\cdots + \frac{1}{n!}f^{(n)}(5)(x-5)^n \\ \text{따라서 $(x-5)^{10}$ 의 계수는 $\dfrac{1}{10!}f^{(10)}(5)$ 이다. 주어진 꼴의 테일러 다항식을 전개하면:} \\ T_n(x)&=\sum_{k=0}^{n/2} \frac{2k+1}{3k-9}(x-5)^{2k}\\ &= \underbrace{\frac{1}{-9}}_{k=0}+ \underbrace{\frac{3}{-6}(x-5)^2}_{k=1}+\cdots+ \underbrace{\boxed{\frac{11}{6}(x-5)^{10}}}_{k=5}+\cdots+ \underbrace{\frac{n+1}{(3/2)n-9}(x-5)^n}_{k=n/2} \\ \text{두 식에서 $(x-5)^{10}$ 의 계수를 같다고 놓으면:} \\ \frac{1}{10!}f^{(10)}(5)&=\frac{11}{6}\\ f^{(10)}(5)&=\frac{11\cdot 10!}{6} \end{aligned}

원본 교재 풀이(영어)

The nnth order Taylor polynomial for f(x)f(x) about x=5x=5 is

Tn(x)=∑k=0n1k!f(k)(5)(x−5)kWe expand this somewhat:Tn(x)=f(5)+f′(x−5)+⋯+110!f(10)(5)(x−5)10+⋯+1n!f(n)(5)(x−5)nSo, the coefficient of (x−5)10 is 110!f(10)(5). Expanding the given form of the Taylor polynomial:Tn(x)=∑k=0n/22k+13k−9(x−5)2k=1−9⏟k=0+3−6(x−5)2⏟k=1+⋯+116(x−5)10⏟k=5+⋯+n+1(3/2)n−9(x−5)n⏟k=n/2Equating the coefficients of (x−5)10 in the two expressions:110!f(10)(5)=116f(10)(5)=11⋅10!6\begin{aligned}T_n(x)&=\sum_{k=0}^{n} \frac{1}{k!}f^{(k)}(5)(x-5)^{k} \\ \text{We expand this somewhat:} \\ T_n(x)&=f(5)+f'(x-5) + \cdots + \boxed{\frac{1}{10!}f^{(10)}(5)(x-5)^{10}}+\cdots + \frac{1}{n!}f^{(n)}(5)(x-5)^n \\ \text{So, the coefficient of $(x-5)^{10}$ is $\dfrac{1}{10!}f^{(10)}(5)$. Expanding the given form of the Taylor polynomial:} \\ T_n(x)&=\sum_{k=0}^{n/2} \frac{2k+1}{3k-9}(x-5)^{2k}\\ &= \underbrace{\frac{1}{-9}}_{k=0}+ \underbrace{\frac{3}{-6}(x-5)^2}_{k=1}+\cdots+ \underbrace{\boxed{\frac{11}{6}(x-5)^{10}}}_{k=5}+\cdots+ \underbrace{\frac{n+1}{(3/2)n-9}(x-5)^n}_{k=n/2} \\ \text{Equating the coefficients of $(x-5)^{10}$ in the two expressions:} \\ \frac{1}{10!}f^{(10)}(5)&=\frac{11}{6}\\ f^{(10)}(5)&=\frac{11\cdot 10!}{6} \end{aligned}

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# 테일러 다항식과 오차계산도전자동 분류