Autor Tema: Teoría de la aproximación

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08 Febrero, 2024, 12:06 am
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lorena.zambrano

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Chicos será mucho pedir que me expliquen paso a paso de dónde salen estos resultados de este ejercicio del libro de Burden? Si alguien lo entiende por favor necesito la explicación, es para poder resolver el otro ejercicio que nos han asignado pero no logro entender cada cálculo, espero puedan ayudarme, lo necesito mucho. Quiero desarrollarlo bien para poder codificarlo en un lenguaje de programación amigos




08 Febrero, 2024, 02:27 am
Respuesta #1

delmar

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Hola

Te puedo ayudar con el error de Taylor primer diagrama rojo. En general cuando una función f con n+1 derivadas continuas se aproxima  por un polinomio de Taylor en el punto con \( x=x_0 \) en un intervalo \( [x_0-r,x_0+r] \) se tiene la igualdad :

\( f(x)=P_n(x)+R_n(x) \) donde \( P_n(x)=\displaystyle\sum_{k=0}^n{\displaystyle\frac{f^{(k)}(x_0)}{k!}(x-x_0)^k}, \ x\in{[x_0-r,x_0+r]} \) es el polinomio de Taylor de grado n y \( R_n(x) \) es el error, es decir la diferencia entre el valor real y el dado por el polinomio, para un x que pertenece al intervalo dado. El error en efecto es como valor absoluto :

\( \left |{R_n(x)}\right |=\displaystyle\frac{\left |{f^{(n+1)}(\xi(x))}\right | \ \left |{x-x_0}\right |^{n+1}}{(n+1)!}, \  \) donde \( \xi(x) \) esta entre \( x_0 \) y x


En este caso \( x_0=0, \ n=4 \) considerando que \( f(x)=e^x \) esta función es infinitamente derivable y sus derivadas son ella misma, y siendo esta función estrictamente creciente se tiene :

\( \forall{x}\in{[-1,1]}, \ f^{n+1}(\xi(x))=e^{\xi(x)}\leq{e} \) Inec 1

\( \forall{x}\in{[-1,1]}, \ \left |{x}\right |\leq{1}\Rightarrow{\left |{x}\right |^5\leq{1}} \)  Inec 2

Por lo tanto, por ser términos positivos, multiplicando las Inec 1 y 2 :

\( \left |{R_n(x)}\right |\leq{\displaystyle\frac{e}{(4+1)!}}\Rightarrow{\left |{R_n(x)}\right |\leq{\displaystyle\frac{e}{120}}} \)

Saludos

08 Febrero, 2024, 08:54 am
Respuesta #2

ani_pascual

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Hola:
Chicos será mucho pedir que me expliquen paso a paso de dónde salen estos resultados de este ejercicio del libro de Burden? Si alguien lo entiende por favor necesito la explicación, es para poder resolver el otro ejercicio que nos han asignado pero no logro entender cada cálculo, espero puedan ayudarme, lo necesito mucho. Quiero desarrollarlo bien para poder codificarlo en un lenguaje de programación amigos
Respecto al segundo "bocadillo" marcado en rojo, se tiene que \( p_4(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+a_3x^3+a_4x^4= 1+x+\dfrac{x^2}{2}+\dfrac{x^3}{6}+\dfrac{x^4}{120}  \) donde es \( a_4=\dfrac{1}{120} \) y puesto que el polinomio de grado tres o menor que mejor aproxima uniformemente a \( p_4(x) \) en el intervalo \( [-1,1] \) es \( p_3(x)=p_4(x)-a_4\tilde{T}(x) \), siendo \( \tilde{T}(x)=\dfrac{1}{8}-x^2+x^4 \) el polinomio mónico de Chebyshev de grado cuatro, resulta que \( p_3(x)=1+x+\dfrac{x^2}{2}+\dfrac{x^3}{6}+\dfrac{x^4}{120}-\dfrac{1}{120}\left(\dfrac{1}{8}-x^2+x^4\right)=\cdots = \dfrac{191}{192}+x+\dfrac{13}{24}x^2+\dfrac{1}{6}x^3 \)
Te sugiero echar un vistazo a este hilo
Saludos