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2011-ste Ableitung ?

Frage: 2011-ste Ableitung ?
(22 Antworten)


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Hallo,
also die Aufgabe lautet:

Sei f(x)=xe^-x^2.
Bestimmen Sie f^(2011)(0). d.h die 2011. Ableitung an der Stelle 0.
Das hat auf jeden Fall was mit der Taylorreihe zu tun, wäre ja blöd die Funktion dann 2011 mal abzuleiten.
Aber ich weiss einfach nicht wie ich anfangen soll, fängt ja schon an welche Taylorentwicklung, die allgemeine oder die von der e-Funktion. Und wenn ich das dann weiss wie mach ich weiter?

Ich hoffe irgendjemand kann mir helfen

Danke
Frage von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | am 21.03.2011 - 02:18


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Antwort von Der_Benni (ehem. Mitglied) | 21.03.2011 - 09:38
Mach doch mal die 1.
bis 4. Ableitung und schaue was dir dann auffällt.

 
Antwort von GAST | 21.03.2011 - 12:44
"die allgemeine oder die von der e-Funktion."

die solltest du aber wissen ... e^x=summe x^k/k! für x aus R.
dann kannst du -x² für x einsetzen und mit x multiplizieren, der konvergenzradius ändert sich dadurch nicht.
f^(2011)(0) kannst du dann einfach ablesen (denn die koeffizienten der reihe, die gegen f konvergiert, sind bekanntlich eindeutig und gerade die taylorkoeffizienten)


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Antwort von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | 22.03.2011 - 02:34
Wäre das dann die 2011. ABbleitung:

f^(2011) (0) =f^(2010) (0) *2010!
?


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Antwort von Double-T | 22.03.2011 - 06:22
Nein.

Stell dir die Reihe vor. Es handelt sich um ein Polynom.
Nun leitest du dieses Polynom ab , es verschwindet das Fixglied und der Term a*x wird zu a. Das einmalig abgeleitete Polynom hat also an der Stelle 0 den Wert a, weil alle anderen Terme ein x enthalten und zu 0 werden.
Dies stellst du dir nun 2011 mal vor.
Der Koeffizient welches Kettengliedes ist nun das Fixglied?
Wie sieht dieser nach 2011 Ableitungen aus?

 
Antwort von GAST | 22.03.2011 - 13:45
das ist auch nicht alles richtig ...

die taylorreihe ist kein polynom, deshalb ist das ableiten hier zunächst problematisch.
es stellt sich aber heraus, das folgender satz gilt:
hat man eine reihe summe a(k)x^k, die auf einer (offenen) scheibe gegen eine funktion f (mit passendem definitions und zielbereich) konvergiert, so sind a(k) eindeutig bestimmt und es gilt a(k)*k!=f^(k)(0)
ich nehme mal an, dass du diese formel gemeint hast, als du
"f^(2011) (0) =f^(2010) (0) *2010! " geschrieben hast.
a(k) ist aber nicht f^(k)(0), sondern direkt aus der reihe abzulesen.
musst ja nur k=2011 einsetzen ...


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Antwort von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | 22.03.2011 - 21:57
ich hab diese Formel benutzt:
"a nü = f^(nü) (0)/nü!"

und

f^(nü) (0)= a nü* nü!

 
Antwort von GAST | 22.03.2011 - 21:59
was sehr wahrscheinlich dasselbe ist, setze ny=:k.


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Antwort von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | 22.03.2011 - 22:07
Ok gut, heisst das ich da nur meine 2011 einsetzen muss und das wars?

 
Antwort von GAST | 22.03.2011 - 22:10
ja, wenn du a(2011) gefunden hast.


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Antwort von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | 22.03.2011 - 22:14
a(2011)=ist die taylorreihe von der e-funktion mulipliziert mit dem x und dann geteilt durch 2011! oder, denk ich mal wieder viel zu kompilziert?
sorry aber ich steh grad voll aufm schlauch :)

 
Antwort von GAST | 22.03.2011 - 22:16
a(2011) ist doch nur ein koeffizient, der in der reihe auftritt, und zwar der koeffizient zu x^2011.
da du die reihe kennst, kennst du natürlich auch a(2011)


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Antwort von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | 22.03.2011 - 22:18
Also anstatt nü.bzw k hätte ich 2011 hinschreiben müssen!

 
Antwort von GAST | 22.03.2011 - 22:20
das sowieso, weil du schließlich die 2011-ste ableitung bei x=0 von f berechnen willst.
das bringt dich jetzt aber bei der bestimmung von a(2011) nicht weiter.


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Antwort von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | 22.03.2011 - 22:29
ja ok, a(2011)=f^(2011) (0) /2011! müsste doch so sein, wenn ich jetzt nach der Formel ak= f^(k) (0) /k! ausgehe oder?
und lass mich raten es ist weider falsch und ich müsste für f^(2011) (0) was anderes einsetzen zum Beispiel die Taylorreihe! Das war mal nur sone Idee ;)

 
Antwort von GAST | 22.03.2011 - 22:31
dass das richtig ist, habe ich dir ja bereits gesagt.
allerdings ist das noch nicht fertig, weil du a(2011) (noch) nicht kennst


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Antwort von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | 22.03.2011 - 22:38
und wie bekomme ich jetzt nochmal und zwar idiotensicher a(2011) raus..ich dachte ich hätte vorhin gelesen das wenn ich die Reihe kenne,weiss ich acuh a(2011) !

 
Antwort von GAST | 22.03.2011 - 22:45
richtig.

f(x)=x*e^(-x²)=summe (-1)^k*x^(2k+1)/k!.
du siehst also, dass a(l)=0 für gerade l , und für ungerade l ist a(l)=(-1)^((l-1)/2)/((l-1)/2)!)

jetzt kannst du hier einsetzen für l.


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Antwort von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | 22.03.2011 - 23:14
Da 2011 ungerade ist nehme ich jetzt a(2011)=(-1)^((2011-1)/2)/((2011-1)/2)!),
und dann kann ich die Formel anwenden f^(k)(0)= a(k)*k! oder?
Also mein a(2011) mulipliziere ich noch mit 2011!, und ich hab dann die ABleitung an der Stelle f^(2011) (0)..

SOrry ich bin echt anstrengend, ich möchte es nun mal wirklich verstehen, ich bin schon durch die Klausur durchgefallen, und diesmal sollte ich bestehen :)

 
Antwort von GAST | 22.03.2011 - 23:18
ja, ok. ist richtig.


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Antwort von Smile-1991 (ehem. Mitglied) | 23.03.2011 - 12:39
Jetzt soll ich noch geeingente Werte für k von a(k) finden und k werte fürs Ergebnis!
Was meint mein Prof. denn mit geeignete Werte?

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