24 Polinomio de Taylor
Definición 24.1.
Sea una función veces derivable en . Llamamos polinomio de Taylor de grado de en al unico polinomio que cumpla que:
Veamos cuál es: dado un polinomio general de grado ,
-
1.
. Si evaluamos el polinomio, .
-
2.
. Como , .
-
3.
. . Evaluando en .
-
4.
.
-
5.
Lo hacemos hasta llegar a la derivada -esima: .
Luego el polinomio de Taylor de grado de en es:
Por ejemplo, el polinomio de grado de en el :
ya que , , , .
Cuánto vale .
El error obtenido es:
Teorema 24.1.
Sea (derivable veces y todas las derivadas son continuas). Entonces, para , , existe un entre , tal que
Demostración.
Sea con . Definimos la siguiente funcion:
con .
-
.
Definimos tambien
-
es continua en (o ) ya que .
-
es derivable en o ya que y es derivable en .
Tenemos que:
Veamos cuanto vale :
Por tanto, Por el teorema de Rolle, o tal que , es decir,
Cuánto vale ?
Por tanto,
Luego
Además, hemos visto antes que . Luego . ∎
Ejemplo.
Aproximar con el polinomio de Taylor de grado de la funcion centrado en el . Ademas, proporciona una cota optima para el error cometido.
El error cometido es: Error con . Por tanto,
Nos gustaria resolver , sabiendo que .
Por ejemplo,
-
.
-
ya que (polinomio de Taylor de grado en ). , , , . . Por otro lado, porque .
Entonces, siguiendo esta idea:
ya que .
Decimos que es el infinitesimo equivalente de cuando tiende a .
Ejemplo.
, Luego .
Ejemplo.
. Esto esta MAL.