Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE ING.SISTEMAS TITULO: “RESOLUCION DE PROBLEMAS” CURSO: ANÁLISIS MATEMÁTICO DOCENTE: Dr. MiIton M. Cortez Gutiérrez CICLO: II INTEGRANTES: Ortiz Centurión Elvis Steve Peláez Roque Alexander Jean Pool Pérez Ávalos Jack Jhosep Portilla Rodríguez Jack Edinson Samame Uceda Marcelo Alejandro Varas Zurita Piero Lenin TAREA 01 La función no es diferenciable en el punto 0, ya que posee picos; y como sabemos cuándo hay picos no existen las derivadas, por lo tanto, no es diferenciable en el punto 0. Una función es diferenciable si f ’ ( x- ) = f ’ ( x+ ) lim 𝑥→0− 𝑓(𝑥) − 𝑓(0) 𝑥 − 0 = lim 𝑥→0+ 𝑓(𝑥) − 𝑓(0) 𝑥 − 0 lim 𝑥→0− −𝑥2 𝑥 = lim 𝑥→0+ 𝑥2 𝑥 lim 𝑥→0− −𝑥 = lim 𝑥→0+ 𝑥 0 = 0 Por lo tanto, esta función si es diferenciable. 𝑓(𝑥) = |𝑥 + 2| = { 𝑥 + 2 𝑠𝑖 𝑥 ≥ 4 −𝑥 − 2 𝑠𝑖 𝑥 < 4 } 𝑓(4) = 4 + 2 = 6 lim 𝑥→ 4− 𝑓(𝑥) = 𝑙𝑖𝑚 𝑥→4 (−𝑥 − 2) = −6 lim 𝑥→ 4+ 𝑓(𝑥) = 𝑙𝑖𝑚 𝑥→4 (𝑥 + 2) = 6 𝑓(4) = 𝑙𝑖𝑚 𝑥→4 (𝑥) = 6, 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 𝑛𝑜 𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑖𝑛𝑢𝑎 𝑒𝑛 4. 𝑫𝒆𝒓𝒊𝒗𝒂𝒅𝒂𝒔 𝒖𝒏𝒊𝒍𝒂𝒕𝒆𝒓𝒂𝒍𝒆𝒔 𝑓′ − (4) = 𝑙𝑖𝑚 𝑥→4 − 𝑓(𝑥)−𝑓(4) 𝑥−4 = 𝑙𝑖𝑚 𝑥→4− = 𝑥−2−6 𝑥−4 = −𝑥−8 𝑥−4 = −1 − 12 𝑥−4 𝑓′ + (4) = 𝑙𝑖𝑚 𝑥→4 + 𝑓(𝑥)−𝑓(4) 𝑥−4 = 𝑙𝑖𝑚 𝑥→4+ = 𝑥+2−6 𝑥−4 = 𝑥−4 𝑥−4 = 1 𝑓′ − (4) ≠ 𝑓′ + (4) ; 𝑆𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑙𝑢𝑦𝑒 𝑞𝑢𝑒 𝑓 𝑛𝑜 𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎𝑏𝑙𝑒 𝑒𝑛 4. Aplicando regla de la cadena: 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 𝑓′(𝑣(𝑥)) ∗ 𝑣′(𝑥) 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 8(𝑥 2+𝑡𝑔𝑥) ∗ 𝑙𝑛8 ∗ (2𝑥 + 𝑐𝑠𝑐2𝑥) 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 3𝑙𝑛2 ∗ 8(𝑥 2+𝑡𝑔𝑥) ∗ (2𝑥 + 𝑐𝑠𝑐2𝑥) Aplicando regla de la cadena: F(x)’ = 1 6((ln( √𝑥 cos 5𝑥 ))7)5/6 . (ln( √𝑥 cos 5𝑥 )7)′ Calculando: (ln( √𝑥 cos 5𝑥 )7)′= Uniendo: F(x)’= 1 6((ln( √𝑥 cos 5𝑥 ))7)5/6 . Efectuando: F(x)’→ = − 𝜋2 8 𝑒𝑡𝑎𝑛( 𝜋 2 𝑠𝑒𝑛( 𝜋 4 𝑐𝑜𝑠(𝑥𝑦))))𝑠𝑒𝑛(𝑥𝑦)𝑐𝑜𝑠( 𝜋 4 𝑐𝑜𝑠(𝑥𝑦))𝑠𝑒𝑐2( 𝜋 2 𝑠𝑒𝑛( 𝜋 4 𝑐𝑜𝑠(𝑥𝑦)) − 𝑒𝑥 + 1 − 𝑦3 = − 𝜋2𝑒 𝑡𝑎𝑛( 𝜋𝑠𝑒𝑛( 𝜋𝑐𝑜𝑠(𝑥𝑦) 4 ) 2 ) 𝑥𝑠𝑒𝑛(𝑥𝑦)𝑐𝑜𝑠( 𝜋 4 𝑐𝑜𝑠(𝑥𝑦))𝑠𝑒𝑐2( 𝜋𝑠𝑒𝑛( 𝜋𝑐𝑜𝑠(𝑥𝑦) 4 ) 2 ) −3𝑥𝑦2 8 𝑅𝑒𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑛𝑑𝑜: =6.2576 TAREA 02 Desarrollo: U= (𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) Aplicando leyes de exponentes: →( 𝑒(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥 2+1))’ Aplicando la regla de la cadena luego derivando: → 𝑒(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥 2+1). ((𝑥 + 𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥2 + 1))′ Calculando la derivada de :((𝑥 + 𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥2 + 1))′ → ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 Uniendo: U’= 𝑒(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥 2+1).( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 ) dL = 0.02cm l=20cm A = 𝑙2 l=20cm DS = A’*dL DS = 2l*dL DS = 2(20cm)(0.02cm) DS = 0.8 cm2 5𝑐𝑚 y su espesor es de 0.05 𝑐𝑚. 30 cm Vtubo = Vtotal - Vhueco Volumen del cilindro= 𝜋. 𝑟2. ℎ = 𝜋 × 5.052 × 30 - 𝜋 ⋅ 52. 30 = 2403.5 − 2356.14 = 47.36 cm3 V= 𝜋. 𝑟2. ℎ 𝑑𝑉 = 2𝜋𝑟ℎ(𝑑𝑟) Error=47.36 - 47.124= 0.236 cm3 = 2 𝜋(5)(30)(0.05) 47.124/47.36 × 100% = 99.5% = 15𝜋 = 47.124 𝑐𝑚3 Error= 0.5% 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 1.𝑠𝑒𝑛(𝑥)−cos (𝑥)(𝑥) (𝑠𝑒𝑛(𝑥))2 = csc (𝑥)(1 − 𝑥. cot(𝑥)) 𝑑2𝑦 𝑑2𝑥 = (− cot(𝑥) csc(𝑥))(1 − 𝑥𝑐𝑜𝑡(𝑥)) + (𝑥𝑐𝑠𝑐2(𝑥) − cot(𝑥)) csc(𝑥) 𝑑2𝑦 = 𝑑2𝑥(𝑥𝑐𝑜𝑡(𝑥) + 𝑥𝑐𝑠𝑐3(𝑥) − 2 csc(𝑥) cot(𝑥)) 𝑑3𝑦 𝑑3𝑥 = cot(𝑥) − 3𝑐𝑠𝑐3(𝑥) cot(𝑥) − 2(csc(𝑥) − 2𝑐𝑠𝑐3(𝑥)) 𝑑3𝑦 = 𝑑3𝑥(cot(𝑥) − 3𝑐𝑠𝑐3(𝑥) cot(𝑥) − 2(csc(𝑥) − 2𝑐𝑠𝑐3(𝑥))) ln(𝑥𝑦5+ 𝑥) + ln(sen(x5 + y7)) − etg(sen(cos(xy))) x – xy3 + 22 = 0 𝑦5+1 𝑥𝑦5+𝑥 + 𝑐𝑜𝑠(𝑥5 + 𝑦7)(5𝑥4+𝑦7) 𝑠𝑒𝑛(𝑥5 + 𝑦7) − etg(−cos(xy)(y)) − 𝑦3 = 0 𝑚 = 𝑦5+1 𝑥𝑦5+𝑥 + (5𝑥4+𝑦7)𝑐𝑜𝑠(𝑥5 + 𝑦7) 𝑠𝑒𝑛(𝑥5 + 𝑦7) − e𝑠𝑒𝑐 2(−cos(xy)(y)) − 𝑦3 = 0 TAREA 03 u= ln 𝑥 + (𝑥2 + 1)(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) u’= 1 𝑥 + ((𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥))’ Calculando la derivada del segundo término: ((𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥))’ Aplicando leyes de exponentes luego derivando: →( 𝑒(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥 2+1))’ Aplicando la regla de la cadena: → 𝑒(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥 2+1). ((𝑥 + 𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥2 + 1))′ Calculando la derivada de :((𝑥 + 𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥2 + 1))′ → ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 Uniendo: → 𝑒(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥 2+1).( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 ) En la ecuación principal queda: U’= (1/x) + 𝑒(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥 2+1).( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 Pero : 𝑒(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥)ln (𝑥 2+1) = (𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) entonces: U’= (1/x) +[ (𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥).( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 ] Ahora la segunda derivada: U’’= -( 1 𝑥2 )+[ (𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥).( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 ]’ Calculando la derivada del segundo término: *Aplicando la regla del producto: (f.g)’= f’.g + f.g’ f= ( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 , g= (𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) →( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 )’. (𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) + ( (𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) )’ . ( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 ) Calculando la derivada de (f) → ( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 )’= −4𝑠𝑒𝑛(𝑥) ln(𝑥2+1)+2𝑥3+4𝑥3 cos(𝑥)−2𝑥2𝑠𝑒𝑛(𝑥)−2𝑥2𝑠𝑒𝑛(𝑥) ln(𝑥2+1)+6𝑥+4𝑥𝑐𝑜𝑠(𝑥)+2𝑠𝑒𝑛(𝑥)−𝑠𝑒𝑛(𝑥)ln (𝑥2+1) (𝑥2+1)2 Calculando la derivada de (g)→((𝑥2 + 1 ) ( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) )’ = ( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 ) . (𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) Remplazando y simplificando el resultado total es: U’’= (−𝑥4𝑠𝑒𝑛(𝑥)𝑙𝑛(𝑥2 + 1) + 2𝑥3 + 4𝑥3𝑐𝑜𝑠(𝑥) − 2𝑥2𝑠𝑒𝑛(𝑥)𝑙𝑛(𝑥2 + 1) + 6𝑥 + 4𝑥𝑐𝑜𝑠(𝑥) + 2𝑠𝑒𝑛(𝑥) − 𝑠𝑒𝑛(𝑥)𝑙𝑛(𝑥2 + 1)). (𝑥2 + 1)𝑥+𝑠𝑒𝑛(𝑥)−2 + ( ln(𝑥2 + 1)(1 + cos 𝑥) + 2𝑥(𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝑥2+1 )2. (𝑥2 + 1 )( 𝑥+𝑠𝑒𝑛 𝑥) 𝐷𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑙𝑜𝑠 𝑚𝑖𝑒𝑚𝑏𝑟𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑓𝑢𝑛𝑐𝑖𝑜𝑛 3𝑥2 − (7𝑦6𝑥4𝒚′ + 4𝑥3𝑦7) + 9(𝑦6 + 6𝑦5𝑥𝒚′) + 0 = 0 3𝑥2 − 7𝑦6𝑥4𝒚′ − 4𝑥3𝑦7 + 9𝑦6 + 54𝑦5𝑥𝒚′ = 0 54𝑦5𝑥𝒚′ − 7𝑦6𝑥4𝒚′ = −3𝑥2 + 4𝑥3𝑦7 − 9𝑦6 𝒚′𝑥𝑦5(54 − 7𝑦𝑥3) = −3𝑥2 + 4𝑥3𝑦7 − 9𝑦6 𝒚′ = −3𝑥2 + 4𝑥3𝑦7 − 9𝑦6 𝑥𝑦5(54 − 7𝑦𝑥3) 𝐴𝑛𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑙𝑎 𝑑𝑒𝑟𝑖𝑣𝑎𝑑𝑎 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 (1,1) 𝑑𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑥 = 1 , 𝑦 = 1 𝑦 ℎ𝑎𝑙𝑙𝑎𝑟 𝑙𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝒎 = −3(1)2 + 4(1)3(1)7 − 9(1)6 (1)(1)5(54 − 7(1)(1)3) 𝒎 = −3 + 4 − 9 (54 − 7) 𝒎 = −8 47 𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑚𝑜𝑠 𝑙𝑎 𝑒𝑐𝑢𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑐𝑡𝑎 𝑐𝑜𝑛 𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑑𝑒𝑙𝑜 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑦 − 𝑦1 = 𝑚(𝑥 − 𝑥1) 47(𝑦 − 1) = −8(𝑥 − 1) 47𝑦 − 47 = −8𝑥 + 8 47𝑦 + 8𝑥 − 55 = 0 Para determinar la pendiente de la recta tangente, hallamos la derivada: 𝑦´ = 2((𝑒𝑥− 𝜋 4𝑠𝑒𝑛(𝑥))´ 𝑦´ = 2((𝑒𝑥− 𝜋 4)´ 𝑠𝑒𝑛(𝑥) + 𝑠𝑒𝑛(𝑥)´𝑒𝑥− 𝜋 4) 𝑦´ = 2(𝑒𝑥− 𝜋 4𝑠𝑒𝑛(𝑥) + 𝑐𝑜𝑠(𝑥) 𝑒𝑥− 𝜋4) Reemplazamos el valor de x: 𝑚 = 2(𝑒 𝜋 4 − 𝜋 4𝑠𝑒𝑛( 𝜋 4 ) + 𝑐𝑜𝑠( 𝜋 4 ) 𝑒 𝜋 4 − 𝜋 4) 𝑚 = 2 (𝑠𝑒𝑛 ( 𝜋 4 ) + 𝑐𝑜𝑠 ( 𝜋 4 )) 𝑚 = 2( √2 2 + √2 2 ) 𝑚 = 2√2 Pendiente de la recta Normal: 2√2 × 𝑚1= − 1 → 𝑚1= −1 2√2 𝑦 − √2 = − 1 2√2 (x - 𝜋 4 ) 2√2(𝑦 − √2) = − (x - 𝜋 4 ) 2√2𝑦−4 = − x + 𝜋 4 𝑦 = −𝑥 2√2 + 49 2√2 𝑦 = −𝑥√2 4 + 49√2 4 → La recta normal Para determinar la pendiente de la recta tangente, hallamos la derivada: 𝑦´ = (𝑒2𝑥)´cos(x2 + 𝑥) + cos(x2 + 𝑥)´ 𝑒2𝑥 𝑦´ = 𝑒2𝑥𝑐𝑜𝑠(𝑥2 + x) + −sen(𝑥2 + 𝑥)(2𝑥 + 1)(𝑒2𝑥) y´ = 𝑒2𝑥𝑐𝑜𝑠(𝑥2 + 𝑥) − (2𝑥 + 1)𝑠𝑒𝑛(𝑥2 + 𝑥)(𝑒2𝑥) Reemplazamos el valor de x: m = 𝑒2(0)𝑐𝑜𝑠(02 + 0) − (2(0) + 1)𝑠𝑒𝑛(02 + 0)(𝑒2(0)) 𝑚 = 1 − 0 → 1 Pendiente de la recta Normal: 1 × 𝑚1= − 1 → 𝑚1= − 1 𝑦 − 1 = −1(𝑥 − 0) 𝑦 − 1 = −𝑥 𝑦 = −𝑥 + 1 → Recta Norma TAREA 04 *Aplicando regla de diferencial de la suma: d ( ln (x)) + d (√𝑥2 + 1) -Calculando la diferencial del primer término: d(ln x) → 1/x -Calculando la diferencial del segundo término: d(√𝑥2 + 1) → 𝑥 √𝑥2+1 Uniendo los resultados y remplazando por (1): F= 1/1 + 1 √12+1 → 1 + 1/√2 • (log7 √𝑥 + 4)′ = 1 𝑙𝑛7 ∗ (√𝑥+4)′ √𝑥+4 (log7 √𝑥 + 4)′ = 1 𝑙𝑛7 ∗ 1 √𝑥 + 4 ∗ 1 2 ∗ 1 √𝑥 + 4 (log7 √𝑥 + 4)′ = 1 𝑙𝑛7 ∗ 1 2 ∗ 1 𝑥 + 4 = 1 𝑙𝑛7 ∗ 2 ∗ (𝑥 + 4) • (log7 √𝑥 + 4)′ ′ = ( 1 𝑙𝑛7∗2∗(𝑥+4) )’ (log7 √𝑥 + 4)′ ′ = ( 1 𝑙𝑛7 ∗ 2 ) ∗ ( 1 𝑥 + 4 ) ′ (log7 √𝑥 + 4)′ ′ = ( 1 𝑙𝑛7 ∗ 2 ) ∗ ((𝑥 − 4)−1)′ (log7 √𝑥 + 4)′ ′ = (− 1 𝑙𝑛7 ∗ 2 ∗ (𝑥 + 4)2 ) • (ln(𝑥 + 6))′ = 1 𝑥+6 ∗ (𝑥 + 6)′ (ln(𝑥 + 6))′ = 1 𝑥 + 6 ∗ 1 • (ln(𝑥 + 6))′′ = ( 1 𝑥+6 )′ (ln(𝑥 + 6))′′ = ((𝑥 + 6)−1)′ (ln(𝑥 + 6))′′ = − 1 (𝑥 + 6)2 𝑨𝑷𝑳𝑰𝑪𝑨𝑴𝑶𝑺 𝑳𝑨 𝑭𝑶𝑹𝑴𝑼𝑳𝑨 𝑫𝑬 𝑫𝑬𝑹𝑰𝑽𝑨𝑫𝑨 𝑫𝑬 𝑶𝑹𝑫𝑬𝑵 𝑺𝑼𝑷𝑬𝑹𝑰𝑶𝑹 ∑ ( 𝒏 𝒌 ) 𝒈𝒌 ∗ 𝒉𝒏−𝒌 𝒏 𝒌=𝟎 𝑓(𝑥)′ = ln(𝑥 + 6) ∗ ( 1 𝑙𝑛7 ∗ 2 ∗ (𝑥 + 4)2 ) − 2 1 𝑙𝑛7 ∗ 2 ∗ (𝑥 + 4) ∗ 1 𝑥 + 6 + log7 √𝑥 + 4 ∗ − 1 (𝑥 + 6)2 La analizamos en el punto 1. 𝑓(𝑥)′ = ln 7 ∗ ( 1 𝑙𝑛7 ∗ 2 ∗ (5)2 ) − 1 𝑙𝑛7 ∗ 5 ∗ 1 7 + 1 2 log 7 5 ∗ − 1 (7)2 𝑓(𝑥)′ = 1 50 − 1 35𝑙𝑛7 + 1 2 log 7 5 ∗ − 1 (7)2 𝑓(𝑥)′ = 0.02 − 0.007 − ( 0.41 ∗ 0.20) 𝑑𝑦 𝑑𝑥 = 0.02 − 0.014 − 0.082 𝑑2𝑦 = −0.076 𝑑2𝑥 𝑓(𝑥) = 𝑥3 3 − 𝑥2 − 8𝑥 + 20 (−1,1) = (a, b) f(−1) = −13 3 − −12 − 8(−1) + 20 = 80 3 → f(𝑎) f(1) = 13 3 − 12 − 8(1) + 20 = 34 3 → f(𝑏) Derivando la función obtenemos: f (𝑐)′ = 𝑐2 − 2𝑐 − 8 𝑚 = 𝑓 ′ (𝑐) = 𝑓(𝑏)−𝑓(𝑎) 𝑏−𝑎 f (𝑐)′ = 𝑐2 − 2𝑐 − 8 ⇔ 34 3 − 80 3 1− −1 = − 46 3 2 = −46 6 f (𝑐)′ = 𝑐2 − 2𝑐 − 8 = −23 3 3𝑐2 − 6𝑐 − 24 = −23 3𝑐2 − 6𝑐 = 1 3𝑐2 − 6𝑐 − 1 = 0 Factorizando nos da: 𝑐 = 3−2√3 3 ; 𝑐 = 3+2√3 3 𝑐 = 3−2√3 3 → 𝐸𝑠𝑡𝑒 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑞𝑢𝑒 𝑐𝑢𝑚𝑝𝑙𝑒 Hallamos la ecuación de la recta que pasa por los dos puntos. 𝑥−1 3−1 = 𝑦−2 20−2 9𝑥 − 9=y-2 y = 9x-7 Por ser y = x3 − x2 + 2 continua en [1, 3] y derivable en (1, 3) se puede aplicar el teorema del valor medio: 20−2 3−1 = 𝑓′(𝑐) 𝑓′(𝑐) = 9 3𝑐2 − 2𝑐 = 9 3𝑐2 − 2𝑐 − 9 = 0 2+√112 6 ∈ (1,3) 𝑐 = 2−√112 6 ∉ (1,3) TAREA 05 Serie de la función sen x: • Xo = 0 F(x) = sen x f(0) = sen 0 = 0 F´ (x) = cos x f´(0) = cos 0 = 1 F” (x) = -sen x f”(0) = -sen 0 = 0 F´´´ (x) = -cos x f´´´ (0) = -cos 0 = -1 F”” (x) = sen x f”” (0) = sen 0= 0 . . . . . . • La serie de Maclaurin alrededor de Xo = 0 de f(x) es : 𝒇(𝟎) + 𝒇´(𝟎)𝒙 + 𝒇´´(𝟎) 𝟐! 𝒙𝟐 + 𝒇´´´(𝟎) 𝟑! 𝒙𝟑 + 𝒇´´´´(𝟎) 𝟒! 𝒙𝟒 + ⋯ = ∑ 𝒇(𝒏)(𝟎) 𝒏! ∞ 𝒏=𝟎 𝒙 𝒏 • Remplazando y desarrollando: 𝒙 − 𝟏 𝟑! 𝒙𝟑 + 𝟏 𝟓! 𝒙𝟓 − 𝟏 𝟕! 𝒙𝟕 + 𝟏 𝟗! 𝒙𝟗 − 𝟏 𝟏𝟏! 𝒙𝟏𝟏 + ⋯ + (−𝟏)𝒏 (𝟐𝒏 + 𝟏)! 𝒙𝟐𝒏+𝟏 + ⋯ = ∑ (−𝟏)𝒏 (𝟐𝒏+𝟏)! 𝒙𝟐𝒏+𝟏∞𝒏=𝟎 _Serie la función cos x: • Xo = 0 F(x) = cos x f(0) = cos 0 = 1 F´ (x) = -sen x f´(0) = -sen 0 = 0 F” (x) = -cos x f”(0) = -cos 0 = -1 F´´´ (x) = sen x f´´´ (0) = sen 0 = 0 F”” (x) = -cos x f”” (0) = -cos 0= 1 . . . . . . • La serie de Maclaurin de cos x alrededor de Xo = 0 𝒇(𝟎) + 𝒇´(𝟎)𝒙 + 𝒇´´(𝟎) 𝟐! 𝒙𝟐 + 𝒇´´´(𝟎) 𝟑! 𝒙𝟑 + 𝒇´´´´(𝟎) 𝟒! 𝒙𝟒 + ⋯ = ∑ 𝒇(𝒏)(𝟎) 𝒏! ∞ 𝒏=𝟎 𝒙𝒏 • Remplazando y desarrollando: 𝟏 − 𝟏 𝟐! 𝒙𝟐 + 𝟏 𝟒! 𝒙𝟒 − 𝟏 𝟔! 𝒙𝟔 + 𝟏 𝟖! 𝒙𝟖 − 𝟏 𝟏𝟎! 𝒙𝟏𝟎 + ⋯ = 𝟏 − 𝟏 (𝟐. 𝟏)! 𝒙𝟐.𝟏 + 𝟏 (𝟐. 𝟐)! 𝒙𝟐.𝟐 − 𝟏 (𝟐. 𝟑)! 𝒙𝟐.𝟑 + 𝟏 (𝟐. 𝟒)! 𝒙𝟐.𝟒 … = (−𝟏)𝟎 𝟏 (𝟐. 𝟎)! 𝒙𝟐.𝟎 + (−𝟏)𝟏 𝟏 (𝟐. 𝟏)! 𝒙𝟐.𝟏 + (−𝟏)𝟐 𝟏 (𝟐. 𝟐)! 𝒙𝟐.𝟐 + (−𝟏)𝟑 𝟏 (𝟐. 𝟑)! 𝒙𝟐.𝟑 … = ∑ (−𝟏) 𝒏∞ 𝒏=𝟎 𝟏 (𝟐𝒏)! 𝒙𝟐𝒏 _Serie de la función ln(1+x): • Xo = 0 F(x) = Ln(1+x) f(0) =0 F´(x) = 𝟏 𝟏+𝒙 = (𝟏 + 𝒙)−𝟏 f´(0) = 1 F´´(x) = −(𝟏 + 𝒙)−𝟐 f´´(0) = -1 F´´´(x)= 𝟐(𝟏 + 𝒙)−𝟑 f´´´(0) = 2 F´´´´(x)= −𝟔(𝟏 + 𝒙)−𝟒 f´´´´(0) =-6 • La serie de Maclaurin de ln(1+x) alrededor de Xo = 0 F(x) = ∑ 𝒇𝒏(𝟎) 𝒏! ∞ 𝒏=𝟎 𝒙 𝒏 F(x) = 𝒙 𝟏! − 𝒙𝟐 𝟐! + 𝟐𝒙𝟑 𝟑! − 𝟔𝒙𝟒 𝟒! + ⋯ F(x) = 𝒙 − 𝒙𝟐 𝟐 + 𝒙𝟑 𝟑 − 𝒙𝟒 𝟒 + ⋯ = ln (1+x) , |x| < 1 𝒍𝒏(𝟏 + 𝒙) = ∑ (−𝟏)𝒏+𝟏𝒙𝒏 𝒏 ∞ 𝒏=𝟏 Para encontrar el error, utilizamos la fórmula: 50° grados = 0.87 radianes. Error: | 𝑓𝑛+1(𝑐)∗(𝑥−0)𝑛+1 (𝑛+1)! | < 0.001 Como 𝑓𝑛+1(𝑐) es coseno o seno positivo o negativo y su rango esta entre -1 y 1 su valor absoluto será 1. | (𝑥)𝑛+1 (𝑛 + 1)! ∗ 1| < 0.001 | (0.87)𝑛+1 (𝑛 + 1)! | < 0.001 Por deducción: | (0.87)6 6! | < 0.001 | 0.43362 720 | < 0.001 0.00060225 < 0.001 Entonces el polinomio de Taylor es de orden 5. 𝑇𝑛 = ( 𝑓0(𝑎) ∗ (𝑥)0 0! + 𝑓1(𝑎) ∗ (𝑥)1 1! + 𝑓2(𝑎) ∗ (𝑥)2 2! + 𝑓3(𝑎) ∗ (𝑥)3 3! + 𝑓4(𝑎) ∗ (𝑥)4 4! + 𝑓5(𝑎) ∗ (𝑥)5 5! ) 𝑇𝑛 = ( 𝑠𝑒𝑛(0) ∗ (𝑥)0 1 + 𝑐𝑜𝑠(0) ∗ (𝑥)1 1 − 𝑠𝑒𝑛(0) ∗ (𝑥)2 2 − cos(0) ∗ (𝑥)3 6 + 𝑠𝑒𝑛(0) ∗ (𝑥)4 24 + cos (0) ∗ (𝑥)5 120 ) 𝑇𝑛 = ( 1 ∗ (0.87)1 1 − 1 ∗ (0.87)3 6 + 1 ∗ (0.87)5 120 ) 𝑇𝑛 = (0.87 − 0.1097505 + 0.0041535) 𝑇𝑛 =0.764403 ∑ (−1)𝑛 𝑥2𝑛+1 (2𝑛 + 1)! ∞ 𝑛=0 𝑦 ∑ (−1)𝑛 𝑥2𝑛 (2𝑛)! ∞ 𝑛=0 [𝑥 − 𝑥3 3! + 𝑥5 5! − 𝑥7 7! + 𝑥9 9! −. . . ] [1 − 𝑥2 2! + 𝑥4 4! − 𝑥6 6! + 𝑥8 8! −. . . ] [𝑥 − 𝑥3 2! + 𝑥5 4! − 𝑥7 6! + 𝑥9 8! −. . . ] + [− 𝑥3 3! + 𝑥5 3!×2! − 𝑥7 3!×4! + 𝑥9 3!×6! − 𝑥11 3!×8! + ⋯ ] + [ 𝑥5 5! − 𝑥7 5!×2! + 𝑥9 5!×4! − 𝑥11 5!×6! + 𝑥13 5!×8! − ⋯ ] + [− 𝑥7 7! + 𝑥9 7!×2! − 𝑥11 7!×4! + 𝑥13 7!×6! − 𝑥15 7!×8! + ⋯ ] + [ 𝑥9 9! − 𝑥11 9!×2! + 𝑥13 9!×4! − 𝑥15 9!×6! + 𝑥17 9!×8! − ⋯ ] = ∑ (−1)2𝑛 𝑥4𝑛+1 (2𝑛 + 1)!(2𝑛)! ∞ 𝑛=0 ∑ (−1)𝑛𝑥2𝑛𝑥(2𝑛!)(2𝑛 + 1)(2𝑛!)(−1)𝑛𝑥2𝑛 ∝ 𝑛=0 ∑ 1 (2𝑛+1) ∝ 𝑛=0 Reemplazando en el punto x=2, se observa que se hace 0 el resto de la serie por ende el resultado es: = 0.
Compartir