Eksempel: s d taylor sin x, x = 0, 9

Like dokumenter
120 x5 K x7 C O x 9

: subs x = 2, f n x end do

with plots plot sin x, x =KPi..Pi Pi 3 eval tan eval cos K1 1 > evalf sin 3 2 K 2 $Pi

Oppgave Iterasjonen ser ut til å konvergere sakte mot null som er det eneste fikspunktet for sin x.

Oppgave x, x$1 f 1 x := K 1. x d diff. x 2. subs x = 2, f 2 K x, x$2 f 2 x := 2. x x, x$3 f 3 x := K 6.

Oppgave x d 1.0 for n from 1 by 1 to 200 do x d sin x end do

plot sin x, x =KPi..Pi

Newtons metode er en iterativ metode. Det vil si, vi lager en funksjon. F x = x K f x f' x. , x 2

x (logaritemen med a som grunntall) skrives log a

Oppgave P1 d implicitplot y = sinh x, x = 0..5, y = 0..5, color = red P2 := PLOT...

Ekstraoppgave with plots. Vi plotter først de to flatene x 2 C y 2 = 1 og z = 4 K x for å få en ide om hvordan T ser ut.

Nicolai Kristen Solheim

1 x 2 C 1. K 1 2 ek1 2 x C e x

Oppgave : For å plotte disse figurene, henter vi inn Maples plottekommandoer:

Den krever at vi henter ned Maples plottekommandoer fra arkivet. Det gjør vi ved kommandoen

Skal man tegne grafen til en likning, må Maples plotteprogrammer hentes inn. Det gjør man ved kommandoen

Denne labøvelsen gir en videre innføring i elementær bruk av programmet Maple.

Newtons metode er en iterativ metode. Det vil si, vi lager en funksjon. F x = x K f x f' x

Øgrim Bakken Pettersen Skrindo Thorstensen Thorstensen. Digitalt verktøy for Sigma 1T. Maple

Rungekuttametodene løser initialverdiproblemer på formen y' = F x, y, y x 0

Taylor- og Maclaurin-rekker

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

MAPLE-LAB La oss utføre en enkel utregning.

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

z = f x, y for x, y 2 D (kartesiske koordinater) Maplekommando: plot3d f x, y, x = a..b, y = c..d.

Oppgave Vi importerer først både vektoranalyse- og plottekommandoene til Maple:

Ekstraoppgave

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

f (x) = a x k der tallet a og eksponenten k kan være både positive og negative tall. Et eksempel på en potensfunksjon med negativ eksponent er

Ekstraoppgave

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Manual for wxmaxima tilpasset R1

Øgrim Bakken Pettersen Skrindo Thorstensen Thorstensen. Digitalt verktøy for Sigma 1T. Casio fx 9860

Innlevering Matematikk forkurs HIOA Obligatorisk innlevering 3 Innleveringsfrist Onsdag 15. november 2017 kl 14:30 Antall oppgaver: 8

Den krever at vi henter ned Maples plottekommandoer fra arkivet. Det gjør vi ved kommandoen

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

BYFE/EMFE 1000, 2012/2013. Numerikkoppgaver uke 40

Løsningsforslag til underveisvurdering i MAT111 vår 2005

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1100, uka 15/11-19/11

Anvendelser av derivasjon.

være en rasjonal funksjon med grad p < grad q. La oss skrive p(x) (x a)q(x) = A

Løsningsforslag for MAT-0001, desember 2009, UiT

Flere anvendelser av derivasjon

MAT jan jan feb MAT Våren 2010

R2 kapittel 3 Funksjoner. Løsninger til oppgavene i boka Når sin x = 1 har f( x ) sin minste verdi. π 2. 2 k

MAT-INF 2360: Obligatorisk oppgave 3. Løsningsforslag

Løsningsforslag Eksamen S2, høsten 2015 Laget av Tommy O. Sist oppdatert: 25. mai 2017

Fasit til obligatorisk oppgave i MAT 100A

Løsningsforslag Eksamen S2, høsten 2016 Laget av Tommy Odland Dato: 27. januar 2017

MAT 110A - VÅR 2001 OBLIGATORISK OPPGAVESETT

Fjerdegradsfunksjoner og det gylne snitt

Trigonometriske funksjoner (notat til MA0003)

Ekstraoppgave (i) Vi henter først inn Maplekommandoer for vektorregning:

Oppfriskningskurs i matematikk 2008

Del 2: Alle hjelpemidler er tillatt, med unntak av Internett og andre verktøy som tillater kommunikasjon.

Løsningsforslag. Innlevering i BYFE/EMFE 1000 Oppgavesett 1 Innleveringsfrist: 14. september klokka 14:00 Antall oppgaver: 3.

DEL 1 Uten hjelpemidler

Forelesning 10 MA0003, Tirsdag 18/ Asymptoter og skissering av grafer Bittinger:

Løsningsforslag for eksempeloppgave REA3026 Matematikk S1 - April eksamensoppgaver.org

UNIVERSITETET I OSLO

Oppgave 2 Løs oppgavene I og II, og kryss av det alternativet (a, b eller c) som passer best. En funksjon er ikke deriverbar der:

Repetisjon i Matematikk 1, 4. desember 2013: Komplekse tall og Derivasjon 1

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag: Eksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

Løsningsforslag til obligatorisk oppgave i MAT 1100, H-04

Funksjoner. Innhold. Funksjoner R1

8 Interpolasjon TMA4125 våren 2019

Ekstraoppgave

UNIVERSITETET I OSLO

R2 kapittel 8 Eksamenstrening Løsninger til oppgavene i læreboka

Løsningsforslag til utvalgte oppgaver i kapittel 5

Eksempel på løsning. Sentralt gitt skriftlig eksamen MAT1008 Matematikk 2T Eksamen Bokmål

Løsningsforslag til Obligatorisk innlevering 7

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 6 Løsningsforslag

De hele tall har addisjon, multiplikasjon, subtraksjon og lineær ordning, men ikke divisjon.

x 3 x x3 x 0 3! x2 + O(x 7 ) = lim 1 = lim Denne oppgaven kan også løses ved hjelp av l Hôpitals regel, men denne må da anvendes tre ganger.

S2 eksamen våren 2018 løsningsforslag

Oblig 1 - vår 2015 MAT1012

Løsningsforslag MAT102 Vår 2018

Krasjkurs MAT101 og MAT111

Øgrim Bakken Pettersen Skrindo Thorstensen Thorstensen. Digitalt verktøy for Sigma 1T. Maxima

6 Vekstfart og derivasjon

UNIVERSITETET I BERGEN

Hans Petter Hornæs,

UNIVERSITETET I OSLO

MAT 100a - LAB 3. Vi skal først illustrerere hvordan Newtons metode kan brukes til å approksimere n-te roten av et positivt tall.

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 9. Løsningsforslag

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 6. Løsningsforslag

Sandvold Øgrim Bakken Pettersen Skrindo Thorstensen Thorstensen. Digitalt verktøy for Sigma 1T. Maxima

Derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 2. september 2011

Tempoplan: Kapittel 5: 2/1 1/2. Kapittel 6: 1/2 1/3. Kapittel 7: 1/3 1/4. Resten av tida repetisjon og prøver. 4: Algebra

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Løsning av utvalgte øvingsoppgaver til Sigma R2 kapittel 3

1. Finn egenverdiene og egenvektorene til matrisen A = 2 1 A =

Oppfriskningskurs i Matematikk

eksamensoppgaver.org 4 lg(x 3) = 2 10 lg(x 3) = 10 2 x 3=100 x = 103 tan x = 3 x [0, 360 x = arctan( 3) x = arctan(3)

Taylor-polynom. Frå læreboka Kalkulus med én og ere variabler"av Lorentzen, Hole og Lindstrøm, Universitetsforlaget 2003

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Transkript:

Maple kan selv konstruere taylorpolynomer til en gitt funksjon om et gitt punkt. Kommandoen er taylor der vi må taste inn funksjonen, punktet a vi finner polynomet om, og hvilken orden n vi vil at polynomet skal ha (i akkurat den rekkefølgen). Eksempel: s d taylor sin x, x = 0, 9 Merk: Det siste leddet i hvert taylorpolynom kan du se bort fra. (Det betyr bare at det neste leddet er av slik grad eller høyere.) At Maple tar med dette siste leddet, betyr at vi må sette n ett steg høyere enn orden til det taylorpolynomet vi er ute etter. Merk: Vi vil at Maple skal oppfatte taylorpolynomet som et helt vanlig polynom. Det gjør vi ved kommandoen convert: p d convert s, polynom For å finne p for eksempel, skriver vi subs x =, p og vil vi plotte polynomet, kan vi det også: plot p, x = 0..$Pi Den ligner på grafen til sin x når bare ikke x er for stor. Eksempel:

taylor sin x, x =, 7 Det ville kanskje være bedre i dette eksemplet om taylorkoeffisientene kom på desimalform. Det kan vi fikse ved å skrive ettallet som.0 taylor sin x, x =.0, 7 Oppgave 3.5.5 P x, P x,..., P 5 x, men siden vi skal plotte disse polynomene, gjør vi det litt annerledes: (husk at det er snakk om en tabell) for n from by to 5 do t d taylor ln x, x =, n C : p d convert t, polynom : plot p, x = 0.5..4 end do Vi skal sammenligne disse plottene med grafen til ln x plot ln x, x = 0.5..4 Det hadde vært enklere å sammenligne om vi hadde tegnet alle grafene i samme koordinatsystem P d plot ln x, x = 0.5..4, color = red P d plot x K, x = 0.5..4, color = orange P d plot x K K x K, x = 0.5..4, color = yellow P3 d plot x K K x K C 3 x K 3, x = 0.5..4, color = green ; P4 d plot x K K x K C 3 x K 3 K 4 x K 4, x = 0.5..4, color = blue

P5 d plot x K K x K C 3 x K 3 K 4 x K 4 C 5 x K 5, x = 0.5..4, color = magenta with plots display P, P, P, P3, P4, P5 Det ble bedre. Her ser vi hvordan polynomene klarer å imitere logaritmen i et stadig større intervall når vi øker ordnen til taylorpolynomet. Vi ser det kanskje enda bedre om vi belger intervallet [0.5, 3] for x. Du kan selv endre kommandoene over for å få det slik. Oppgave 3.5.7 a) (i) Vi trenger bare å finne taylorpolynomet av orden 30, for de andre to får vi ved å avkorte det lengste. convert taylor sin x, x = 0, 3, polynom For å skrive plottekommandoen, bruker vi så klipp og lim. Siden sinus er begrenset mellom, mens polynomer har en tendens til å vokse ganske fort i absoluttverdi, velger vi å bruke kommandoen implicitplot Vi har allrede hentet inn Maples plottekommandoer, så den er grei. P d implicitplot y = sin x, x = 0..5, y =K.5...5, color = red, gridrefine = P d implicitplot y = x K 6 x3 C 0 x5 K 5040 x7 C 36880 x9, x = 0..5, y =K.5...5, color = green, gridrefine = P d implicitplot y = x K 6 x3 C 0 x5 K 5040 x7 C K 307674368000 x5 C 35568748096000 x7 K gridrefine = P3 d implicitplot y = x K 6 x3 C 0 x5 K 5040 x7 C K 307674368000 x5 C 35568748096000 x7 K 3996800 x C 6700800 x3 36880 x9 K 6450040883000 x9, x = 0..5, y =K.5...5, color = blue, 3996800 x C 36880 x9 K 6450040883000 x9 C 6700800 x3 5090947709440000 x

K 58506738884976640000 x3 C 550043330985984000000 x5 K 0888869450483560768000000 x7 C 884769937397095454366000000 x9, x = 0..5, y =K.5...5, color = magenta, gridrefine = display P, P, P, P3 Se så fint polynomene imiterer en sinus. Men de er jo bare polynomer, så de klarer det bare et stykke, før de skjærer aldeles ut. Men de klarer det lenger jo høyere grad de har. Oppgave 3.5.8 a) convert taylor tan x, x = Pi 6, 6, polynom Her vet vi at koeffisienten foran leddet av grad 5 er lik Derfor er f 5 p 6 lik f 5 p 6 5! 04 35 $ 5! Oppgave 3.5.9 a) Å finne taylorpolynomet er ingen sak. Vi kaller det p p d convert taylor sin x, x = 0,, polynom

For å evaluere dette polynomet for ulike verdier av x, bruker vi kommandoen subs Det er fristende å bruke en for-løkke for å beregne polynomverdiene det spørres om. Tellevariabelen n (eller hva vi kaller den) i en for-løkke, skal ta heltallsverdier. Derfor skriver vi det slik: for n from by to 5 do subs x = n 0, p end do Dette ble voldsomme brøker. Vi er antakelig bedre tjent med desimaltall: for n from by to 5 do evalf subs x = n 0, p, 7 end do Oppgave 3.5.30 a) (i) Her trenger vi ikke Maple for å derivere funksjonen. Men la oss likevel gjøre det for treningens skyld. For å få den førstederiverte av en funksjon f skrev vi kommandoen diff f x, x For å få den andrederiverte skriver vi diff f x, x, x eller diff f x, x$ : diff cos x, x, x Vi trenger heller ikke Maple for å løse likningen Kcos x = 0 Løsningen er La oss likevel se hva Maple gjør om vi ber programmet om å løse likningen: p C kp for alle hele tall k solve Kcos x = 0, x Vi fikk altså bare én av de uendelig mange løsningene. Resten må vi så finne ut selv. (ii) Vi velger å plotte én periode av cos x der x går fra 0 til p.

I vendepunktet x = p er funksjonsverdien lik 0 og den deriverte lik - Tangenten har derfor likningen y = 0 K x K p I vendepunktet x = 3 p Tangenten har derfor likningen y = 0 C er funksjonsverdien lik 0 og den deriverte lik x K 3 p P d implicitplot y = cos x, x = 0.. Pi, y =K.., color = red P d implicitplot y =Kx C Pi, x = 0.. Pi, y =K.., color = blue P d implicitplot y = x K 3 Pi, x = 0.. Pi, y =K.., color = green display P, P, P (iii) Det har naturligvis med grafens form i et vendepunkt å gjøre. Taylors restleddformel sier at forskjellen mellom f x og tangenten i punktet a, f a er begrenset av Den andrederiverte er null i vendepunktet, og derfor vanligvis liten i en omegn om vendepunktet. Derfor blir feilskranken også liten. f'' c! x K a