Mathematik online lernen im Mathe-Forum. Nachhilfe online
Startseite » Forum » Beweis Taylorreihe

Beweis Taylorreihe

Universität / Fachhochschule

Tags: Taylorreihe

 
Antworten Neue Frage stellen Im Forum suchen
Neue Frage
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

18:45 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Sei f: eine gerade Funktion, d.h. fur alle x gilt f(x)=f(-x).
Ferner sei fC(). Zeige: Dann enthält die Taylorreihe von f um Entwicklungspunkt 0 nur gerade Potenzen von x.

Also erstmal die Reihe:
Pn(x)=k=0nf(k)(0)k!(x-0)k

Nun habe ich festgestellt, dass bei einer Funktion, welches nur gerade x-potenzen hat, gilt:

f(2k+1)(0) hat immer den Wert 0.

und somit hat 0(2k+1)!(x-0)2k+1 immer den wert null, dadurch werden die ungeraden x-potenzen mit null multipliziert und verschwinden somit.

somit bleiben nur noch diese übrig: f(2k)(2k)!(x-0)2k

Somit kann die Taylorreihe von f um Entwicklungspunkt 0 nur gerade
Potenzen von x besitzen.

Würde das als Beweis genügen?

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

18:47 Uhr, 23.10.2015

Antworten
" bei einer Funktion, welches nur gerade x-potenzen hat"

Was meinst Du damit? Eine Funktion hat gar keine Potenzen.
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

18:50 Uhr, 23.10.2015

Antworten
also eine gerade Funktion mein ich damit halt. hochzahl bei x ist immer gerade z.bf(x)=x8+x4+x2+3

das meint ich mit gerade "x potenzen"
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

18:53 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Du sprichst von Polynomen.
Es gibt aber auch andere gerade Funktionen, z.B. cos(x) oder sin(x2). Kannst Du für solche Funktionen auch zeigen, dass f(2k+1)(0)=0?
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

19:02 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Habe das jetzt bei paar sinus und cosinus funktionen probiert, und tatsächlich kam immer f(2k+1)(0)=0
aber wie kann ich das auch beweisen, dass es auch für die allen anderen gerade cos und sin funktionen so ist?

außerdem oben haben wir ja auch nicht bewiesen, dass f(2k+1)(0)=0 für gerade funktionen gilt. (also gerade fktionen ausser sin und cos funktionen)
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

19:06 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Das musst Du aber beweisen. Und zwar für alle gerade Funktionen, also kannst Du nichts über Funktion voraussetzen, außer f(x)=f(-x).

Hier kannst Du den Beweis finden:
http//mathe-online.fernuni-hagen.de/MIB/HTML/node97.html
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

19:18 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Also den beweis : "Die Ableitung einer geraden Funktion ist ungerade, die einer ungeraden Funktion gerade" den habe ich gefunden.

aber das für eine gerade funktion f folgendes gilt :f(2k+1)(0)=0, diesen beweis find ich dort nicht.
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

19:23 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Da steht "Das Taylorsche Polynom in 0 einer geraden Funktion f ist selbst gerade. Denn jede ungerade Ableitung einer geraden Funktion ist selbst eine ungerade Funktion und sie muss in 0 verschwinden."
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

19:28 Uhr, 23.10.2015

Antworten
und dieser Satz beweist uns das bei geraden funktionen folgendes gilt f(2k+1)(0)=0
??
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

19:30 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Das ist doch die ungerade Ableitung, also ja, da wird es bewiesen. Die Frage ist nur, ob Du den Beweis verstehst.
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

19:36 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Wir reden schon von diesen Beweis?

f'(-a)=limxaf(-x)-f(-a)-x-(-a)=limxa-f(x)-f(a)x-a=-f'(a)

Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

19:38 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Das ist quasi der Beweis, dass die Ableitung einer geraden Funktion ungerade ist.
Für Deine Aufgabe brauchst Du etwas mehr - aber nur etwas.
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

19:45 Uhr, 23.10.2015

Antworten
verstehen tu ich den auch noch nicht ganz, also was machen wir da eigentlich?
wie wird denn hier bewiesen, dass die ableitung einer geraden fktion ungerade ist und anderst rum?

das ist ja die formel für die differenzierbarkeit in einem Punkt.
Hier wird ja folgendes gezeigt: f'(-a)=-f'(a)

warum ist denn jetzt hiermit gezeit, dass die ableitung einer geraden fktion ungerade ist???
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

19:50 Uhr, 23.10.2015

Antworten
"warum ist denn jetzt hiermit gezeit, dass die ableitung einer geraden fktion ungerade ist???"

Weil in dieser Formel die Ableitung von f steht und diese Formel ist die Bedingung, dass die Funktion ungerade ist. Was kann man hier nicht verstehen?
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

19:57 Uhr, 23.10.2015

Antworten
okay das ist verständlich danke.

Nur muss ich ja noch zeigen, dass die ungerade Funktion für a=0, gleich 0 ergibt.

wie mach ich dann noch das? reicht es für a=0 einzusetzen
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

19:59 Uhr, 23.10.2015

Antworten
f(-x)=-f(x) für x=0 ergibt f(0)=-f(0), woraus f(0)=0 folgt
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

20:01 Uhr, 23.10.2015

Antworten
das wäre mir jetzt auch klar, aber wieso ist es selbstverständlich das f(0)=0 folgt.?
Antwort
DrBoogie

DrBoogie aktiv_icon

20:04 Uhr, 23.10.2015

Antworten
f(0)=-f(0) => 2f(0)=0 - auf beiden Seiten f(0) addiert.
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

20:05 Uhr, 23.10.2015

Antworten
Klar doch.

vielen dank, schönen abend.
Frage beantwortet
schalkeboy

schalkeboy aktiv_icon

20:11 Uhr, 23.10.2015

Antworten
close.