cuándo usar Taylor

cuándo usar Taylor

de Lucia Magdalena Abeleira Guijarro -
Número de respuestas: 1
Holaa, tengo este es un ejercicio que se hizo en el teórico. Lo resuelve con Taylor, terminando siendo convergente.
El tema es que si yo no hacía taylor (lo que está en amarillo) como 1/x tiende a cero entonces e^(1/x) tiende a uno, no? Entonces te queda que diverge, o sea lo opuesto a lo que tendría que dar. Hay algo mal en ese razonamiento?
Así que no entiendo bien cuándo usar Taylor. 
A su vez, para el ej 9 de parcial 2do semestre 2021, hay que usar el Taylor cuarto, y queda suuper tedioso hacerlo, no hay alguna forma de simplificarlo? Es la última foto
Graciass





En respuesta a Lucia Magdalena Abeleira Guijarro

Re: cuándo usar Taylor

de Edgar Verona -
Buen día Lucía. 
En realidad siempre que hacemos uso de equivalencias de dos funciones, estamos usando Taylor de manera indirecta.
Ej1: Cuando decimos que \ln (x+1) \approx x (es decir son equivalentes/o se aproximan/ cuando x \longrightarrow 0 )
Ej2: O cuando se dice que e^x \approx x+1 (cuando x \longrightarrow 0 ).
Ambas son resultados de Taylor.
Solo que habrá casos en las que tenemos que encontrar funciones mucho mas próximas, las cuales seguirán siendo resultado de Taylor.
Ej1: Una función que más se aproxima a \ln (x+1) es  x-\dfrac{1}{2}x^2 (cuando x \longrightarrow 0 )
Te voy ayudar con el ejercicio 9.
Otra forma de encontrar de manera mas rápido un polinomio de Taylor, y evitarte esas cuentas tediosas.
1°) Tenemos que observar que f(x)=\ln(1+x^2) lo podemos mirar como una composición de funciones. 
Es decir que si se considera a h(y)=\ln(y) y un polinomio g(x)=x^2+1
entonces f(x)=(hg)(x)=h(g(x))=h(1+x^2)=\ln(1+x^2)
2°) Ya por cálculo 1, sabemos que el polinomio de Taylor por definición de h(y)=\ln(y) cerca de a es:
T_{n}(h(y),a)= \ln(a)+ \sum_{i=1}^{n} (-1)^{n+1} \dfrac{1}{na^{n}} (y-a)^{n} .
3°) Observar que cuando x \longrightarrow 0 la función y=g(x)\longrightarrow 1.
4°) Calculamos Taylor de h(y) con a=1.
T_{n}(h(y),1)=  \sum_{i=1}^{n} (-1)^{n+1} \dfrac{1}{n} (y-1)^{n} = (y-1)- \dfrac{1}{2}(y-1)^2+\dfrac{1}{3}(y-1)^3- ... +(-1)^{n+1}\dfrac{1}{n}(y-1)^n .
5°) Basta reemplazar y=g(x)=x^2+1.
T_{n}(h(y),1)=  (y-1)- \dfrac{1}{2}(y-1)^2+\dfrac{1}{3}(y-1)^3- ... +(-1)^{n+1}\dfrac{1}{n}(y-1)^n.

T_{2n}(h(g(x)),0)=  x^2-\dfrac{1}{2}x^4+\dfrac{1}{3}x^6- ... +(-1)^{n+1}\dfrac{1}{n}x^{2n}.

6°) Podemos aproximar la función f convenientemente:
f(x^2+1)=\ln(x^2+1) \approx x^2-\dfrac{1}{2}x^4+\dfrac{1}{3}x^6+...
Observación1: Basta considerar los dos primeros términos de la aproximación anterior (Si consideras más términos el resultado es el mismo, solo que un poquito más exacto). 
Observación2: Esta propiedad funciona bien para cualquier polinomio g(x). (Se podría extender a otras funciones, pero es ir teniendo cuidados con los dominios).
Espero que mi sugerencia te ayude, con ejercicios similares al 9).
Si algo mas quieres detallar o que se aclare estaré pendiente.

Saludos.