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Exercícios

Séries de Taylor e Funções Elementares — Introdução à Análise

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Exercícios
1 Demonstração

Demonstre que $e^{x+y}=e^x e^y$ usando o produto de Cauchy das séries de potências.

2 Demonstração

Demonstre que $(e^x)'=e^x$ usando diferenciação termo a termo.

3 Demonstração

Demonstre que $(\sin x)'=\cos x$ e $(\cos x)'=-\sin x$.

4 Demonstração

Demonstre que $\sin^2 x+\cos^2 x=1$ para todo $x\in\mathbb{R}$.

5 Demonstração

Demonstre a fórmula de Euler: $e^{i\theta}=\cos\theta+i\sin\theta$.

6 Demonstração

Demonstre que a série binomial $\sum\binom{\alpha}{n}x^n$ satisfaz $(1+x)g'(x)=\alpha g(x)$.

7 Demonstração

Demonstre que $f(x)=e^{-1/x^2}$ (com $f(0)=0$) tem $f^{(n)}(0)=0$ para todo $n\ge 0$.

8 Demonstração

Demonstre que $e$ é irracional.

9 Demonstração

Demonstre a fórmula de Taylor com resto integral: $f(x)=\sum_{k=0}^{n}\frac{f^{(k)}(a)}{k!}(x-a)^k+\frac{1}{n!}\int_a^x(x-t)^n f^{(n+1)}(t)\,dt$.

10 Demonstração

Mostre que para $|x|\le 1$, $\left|\sin x - \sum_{k=0}^{n}\frac{(-1)^k x^{2k+1}}{(2k+1)!}\right|\le\frac{|x|^{2n+3}}{(2n+3)!}$.

11 Demonstração

Demonstre que $\ln 2=\sum_{n=1}^{\infty}\frac{(-1)^{n+1}}{n}$ usando o teorema de Abel.

12 Múltipla escolha

A série de Taylor de $f(x)=e^{-1/x^2}$ em $x=0$ converge para $f(x)$?

13 Múltipla escolha

A fórmula de Euler $e^{i\pi}+1=0$ relaciona quais constantes?

14 Múltipla escolha

Para a série binomial $\sum\binom{\alpha}{n}x^n$, o raio de convergência é:

15 Múltipla escolha

Qual hipótese é essencial para que a série de Taylor de $f$ convirja para $f$?

16 Múltipla escolha

A função $\exp:\mathbb{C}\to\mathbb{C}$ satisfaz:

17 Numérica

Calcule $\cos(0)$ usando a série.

18 Numérica

Calcule $\binom{1/2}{2}=\frac{(1/2)(1/2-1)}{2!}$.

19 Numérica

Calcule $\sin(\pi/6)$ usando os 3 primeiros termos da série de Taylor ($x=\pi/6\approx 0{,}5236$).

20 Numérica

Calcule $|e^{i\pi/3}|$.