Autor Tema: Demuestra que el resto de Taylor de la exponencial es cero

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23 Diciembre, 2023, 07:27 pm
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mg

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Hola,

El ejercicio es el siguiente

a) Demuestra que si $$x_n$$ es de términos positivos entonces si $$lim_{n\rightarrow \infty} \frac{x_{n+1}}{x_n}<1$$
entonces $$x_n\rightarrow 0$$.
b)Usa lo anterior para probar que el resto de Taylor desarrollado alrededor de 0 de la exponencial tiende a cero para todo $$x\in \mathbb{R}$$

a) Por definición tengo que dado $$\frac{1-\alpha}{2}>\epsilon>0$$, existe un $$n_0$$ tq(sea $$0<\alpha<1$$) $$ \left |{\frac{x_{n+1}}{x_n}-\alpha}\right |<\epsilon$$
luego

$$\frac{x_{n+1}}{x_n}< \alpha +\epsilon=\bar{\alpha}$$

$$x_{n+1}<\bar{\alpha}x_n$$ esto es $$\forall n\geq n_0$$

Luego podría escribir $$x_m<\bar{\alpha}^{m-n_0} x_{n_0}$$  y ahora sí tomando límite en m tengo que $$x_n \rightarrow 0$$


b) $$P_n(e^x,0)=\displaystyle\sum_{i=0}^n{\frac{x^i}{i!}}$$ luego

$$R_n=e^x-\displaystyle\sum_{i=0}^n{\frac{x^i}{i!}}$$

y por tanto

$$\frac{R_{n+1}}{R_n}=\frac{e^x-\displaystyle\sum_{i=0}^{n+1}{\frac{x^i}{i!}}}{e^x-\displaystyle\sum_{i=0}^n{\frac{x^i}{i!}}}$$

que se puede simplicar a

$$1-\frac{\frac{x^{n+1}}{(n+1)!}}{e^x-\displaystyle\sum_{i=0}^n{\frac{x^i}{i!}}}$$


Entonces mi idea ahora es probar que el segundo sumando es positivo de modo que entonces $$\frac{R_{n+1}}{R_n}<1$$ pero no soy capaz. ¿Qué me pueden aconsejar?

Un saludo.

23 Diciembre, 2023, 07:54 pm
Respuesta #1

Juan Pablo Sancho

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Ponlo en forma de Lagrange el resto.
Debería ser \( \displaystyle e^x = 1+ \sum_{i=1}^n \dfrac{x^i}{i!} + R_n(x) \) o \( \displaystyle e^x = \sum_{i=0}^n \dfrac{x^i}{i!} + R_n(x) \)

23 Diciembre, 2023, 08:05 pm
Respuesta #2

mg

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Vale, veamos entonces usando el resto de Lagrange y sea $$c_{n}$$ la constante del resto de orden n entonces

$$\frac{R_{n+1}}{R_n}=\frac{\frac{f^{n+2}(c_{n+1})}{(n+2)!}x^{n+2}}{\frac{f^{n+1}(c_n)}{(n+1)!}x^{n+1}}$$
$$\frac{e^{c_{n+1}} }{(n+2)e^{c_n}}x$$

Que ahora si tomo límite pues tiende a cero. ¿Esta era tu idea no?

Pd: corrijo los índices.

23 Diciembre, 2023, 10:17 pm
Respuesta #3

Juan Pablo Sancho

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