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Taylorentwicklung höherer Dimension

Universität / Fachhochschule

Differentiation

Tags: Differentiation, höherer Ordnung, Hyperbolicus, Sinus, Taylorentwicklung

 
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Paul9000

Paul9000 aktiv_icon

15:01 Uhr, 10.07.2024

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Bestimmen Sie die Taylor-Entwicklung der Funktion
f(x,y)=sin(x)sinh(2y)
am Punkt (0, 0) bis zur 5. Ordnung.

Lösungsansatz: Mit der Reihenentwicklung des Sinus und der Tatsache, dass sinh eine Summe aus e-Funktionen ist, kann man die Entwicklung als Produkt folgender Summen schreiben

sin(x)sinh(2y)=(x-x36+x5120+o(x6))(2y+43y3+415y5)+o(y6)).

Meine Frage ist, welche Terme beim Ausmultiplizieren jetzt wegfallen und warum. Meine Idee wäre, dass o((x,y)6)=o((x2+y2)3)=o(x6+y6). Somit fallen alle Terme raus, die Ordnung x6+y6 haben. Also müsste gelten

sin(x)sinh(2y)=2xy+43xy3-13x3y+o(x6+y6).
Bin mir da aber nicht ganz sicher. Hat jemand eine Idee?

LG

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Sinus (Mathematischer Grundbegriff)
Trigonometrie (Mathematischer Grundbegriff)
Wichtige trigonometrische Werte
Additionstheoreme
Sinusfunktion (Mathematischer Grundbegriff)
Rechenregeln Trigonometrie

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calc007

calc007

15:16 Uhr, 10.07.2024

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"Hat jemand eine Idee?"
Ja: so stehen lassen. Warum willst du irgendwas ausmultiplizieren?
Paul9000

Paul9000 aktiv_icon

15:50 Uhr, 10.07.2024

Antworten
Na weil beim aus multiplizieren Terme wegfallen, weil ich die Entwicklung nur bis zur 5. Ordnung vornehmen möchte. Das ist höhere Ordnung.
Antwort
calc007

calc007

16:44 Uhr, 10.07.2024

Antworten
Die Ausdrucksweise "bis zur 5. Ordnung" ist halt meines Erachtens bei Funktionen mit mehreren Variablen nicht eindeutig.
du hast im vorliegenden Fall
> die Variable x bis zur 5.Ordnung dargestellt,
> die Variable y bis zur 5.Ordnung dargestellt.
Das könnte man bereits für ausreichend erachten.

In wie fern du eine gemischte Darstellung
z.B.     x2y3
als "5.Ordnung" ansehen willst, solltest du ggf. eben noch dir (und uns) klarstellen.

Antwort
HAL9000

HAL9000

17:04 Uhr, 10.07.2024

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@Paul9000

Kann es sein, dass du Landau-Symbol o mit O verwechselst?

Die Glieder mit Exponentsumme n sind nicht o(xn+yn), sondern allenfalls O(xn+yn). Erst bei Exponentsumme >n trifft o(xn+yn) zu.

Paul9000

Paul9000 aktiv_icon

17:18 Uhr, 10.07.2024

Antworten
Wo genau jetzt? Also die Taylorentwicklung von sin und e habe ich hier bis zur 5. Ordnung entwickelt und der Restterm ist o(x5)=o(x6) für x gegen 0. Für die Taylorreihe im höherdimensionalen ist der Restterm ja gerade o((x,y)k), was in dem Fall o((x2+y2)3)=o(x6+y6). Vielleicht ist bei der Überlegung ein Denkfehler. Und die Frage ist, ab wann welche Terme der Taylorentwicklung in o((x,y)6) enthalten sind.

LG
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HAL9000

HAL9000

17:45 Uhr, 10.07.2024

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Na wenn du oben Restterm o(x6+y6) haben willst, dann dürfen vorn die gemischten Glieder mit Exponentsumme 6 nicht fehlen - aber sie fehlen eben bei dir, als da wären

x415y5-x3643y3+x51202y .

Paul9000

Paul9000 aktiv_icon

17:54 Uhr, 10.07.2024

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Ok gut, danke erstmal :-). Aber in dem Fall will ich ja tatsächlich nur bis Ordnung 5. Die Frage ist auch, ob ich nicht bei der vorigen Überlegung einen Denkfehler hatte. Weil rein formell will ich ja wirklich bis o((x,y)5) entwickeln. Und die Frage ist, ab wann man da abbricht.
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