Math Problem Statement

знайти кілька перших членів розкладу функції e^x sin y в ряд Тейлора в окружності точки (0;0)

Solution

Щоб знайти кілька перших членів розкладу функції f(x,y)=exsinyf(x, y) = e^x \sin y в ряд Тейлора навколо точки (0,0)(0, 0), ми можемо скористатися формулою для багатовимірного ряду Тейлора.

Загальний вигляд ряду Тейлора:

Розклад функції двох змінних f(x,y)f(x, y) у ряд Тейлора в околі точки (0,0)(0, 0) має вигляд:

f(x,y)=f(0,0)+fx(0,0)x+fy(0,0)y+12!(2fx2(0,0)x2+22fxy(0,0)xy+2fy2(0,0)y2)+f(x, y) = f(0, 0) + \frac{\partial f}{\partial x}(0, 0) x + \frac{\partial f}{\partial y}(0, 0) y + \frac{1}{2!} \left( \frac{\partial^2 f}{\partial x^2}(0, 0) x^2 + 2 \frac{\partial^2 f}{\partial x \partial y}(0, 0) x y + \frac{\partial^2 f}{\partial y^2}(0, 0) y^2 \right) + \dots

Кроки:

  1. Обчислимо значення функції в точці (0,0)(0, 0): f(0,0)=e0sin0=10=0f(0, 0) = e^0 \sin 0 = 1 \cdot 0 = 0

  2. Обчислимо перші похідні:

    fx=exsinyfx(0,0)=e0sin0=0\frac{\partial f}{\partial x} = e^x \sin y \quad \Rightarrow \quad \frac{\partial f}{\partial x}(0, 0) = e^0 \sin 0 = 0 fy=excosyfy(0,0)=e0cos0=1\frac{\partial f}{\partial y} = e^x \cos y \quad \Rightarrow \quad \frac{\partial f}{\partial y}(0, 0) = e^0 \cos 0 = 1

  3. Обчислимо другі похідні:

    2fx2=exsiny2fx2(0,0)=0\frac{\partial^2 f}{\partial x^2} = e^x \sin y \quad \Rightarrow \quad \frac{\partial^2 f}{\partial x^2}(0, 0) = 0 2fy2=exsiny2fy2(0,0)=0\frac{\partial^2 f}{\partial y^2} = -e^x \sin y \quad \Rightarrow \quad \frac{\partial^2 f}{\partial y^2}(0, 0) = 0 2fxy=excosy2fxy(0,0)=1\frac{\partial^2 f}{\partial x \partial y} = e^x \cos y \quad \Rightarrow \quad \frac{\partial^2 f}{\partial x \partial y}(0, 0) = 1

  4. Записуємо розклад:

f(x,y)0+0x+1y+12!(0x2+21xy+0y2)f(x, y) \approx 0 + 0 \cdot x + 1 \cdot y + \frac{1}{2!} \left( 0 \cdot x^2 + 2 \cdot 1 \cdot x y + 0 \cdot y^2 \right) f(x,y)y+xyf(x, y) \approx y + x y

Отже, перші кілька членів ряду Тейлора функції exsinye^x \sin y в околі точки (0,0)(0, 0) є:

f(x,y)y+xyf(x, y) \approx y + xy

Хочете більше деталей або маєте запитання?

Схожі питання:

  1. Як знайти ряд Тейлора для cos(x)sin(y)\cos(x) \sin(y) в точці (0,0)(0, 0)?
  2. Як розвинути функцію exye^{xy} в ряд Тейлора навколо точки (0,0)(0, 0)?
  3. Як виглядатиме розклад функції sin(xy)\sin(xy) у ряд Тейлора в точці (0,0)(0, 0)?
  4. Як знайти повний ряд Тейлора для функції excos(y)e^x \cos(y) навколо точки (0,0)(0, 0)?
  5. Як використовувати похідні для розкладу функцій багатьох змінних?

Порада: Для багатовимірних функцій обчислення рядів Тейлора вимагає обчислення похідних всіх змінних, але можна обмежитися кількома першими членами для наближених результатів.

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Taylor Series
Multivariable Calculus
Exponential Function
Trigonometric Functions

Formulas

f(x, y) ≈ f(0, 0) + (∂f/∂x)(0, 0) x + (∂f/∂y)(0, 0) y + (1/2!) [(∂²f/∂x²)(0, 0) x² + 2(∂²f/∂x∂y)(0, 0) xy + (∂²f/∂y²)(0, 0) y²] + ...
e^x sin y
e^x cos y

Theorems

Taylor's Theorem

Suitable Grade Level

Undergraduate Mathematics