2. Determinar el polinomio de Taylor de segundo orden alrededor del punto \( x_{0}=1 \), para la función \( f(x)=(x-1) \ln x \). Utilizar el polinomio encontrado para aproximar \( f(0.5) \). 3. Calcular el polinomio de Maclaurin de cuarto orden de \( f(x)=\ln (1+x) \). Utilizar el resultado para
Real Tutor Solution
Answer
Solution
Reviewed and approved by the UpStudy tutoring team
The Deep Dive
Para encontrar el polinomio de Taylor de segundo orden alrededor del punto \( x_{0}=1 \) para la función \( f(x)=(x-1) \ln x \), primero calculamos las derivadas de \( f(x) \) en \( x=1 \). La primera derivada \( f'(x) \) es \( \ln x + 1 - \frac{1}{x} \) y evaluándola en \( x=1 \) nos da \( 0 \). La segunda derivada \( f''(x) \) resulta ser \( \frac{1}{x} \), que evaluada en \( x=1 \) da \( 1 \). Entonces, el polinomio de Taylor de segundo orden es \( P(x) = 0 + 0(x-1) + \frac{1}{2}(x-1)^2 = \frac{1}{2}(x-1)^2 \). Para aproximar \( f(0.5) \), sustituimos en el polinomio: \( P(0.5) = \frac{1}{2}(0.5-1)^2 = \frac{1}{2}(0.5^2) = \frac{1}{8} = 0.125 \). Para el polinomio de Maclaurin de cuarto orden de \( f(x)=\ln(1+x) \), comenzamos evaluando las derivadas: \( f(0)=0 \), \( f'(0)=1 \), \( f''(0)=-\frac{1}{2} \), \( f'''(0)=\frac{1}{6} \), y \( f^{(4)}(0)=-\frac{1}{24} \). Con ello, el polinomio de Maclaurin es \( P(x) = x - \frac{x^2}{2} + \frac{x^3}{6} - \frac{x^4}{24} \). Esto simplifica la evaluación de \( \ln(1+x) \) para valores cercanos a cero, siendo útil en cálculos matemáticos en campos como la ingeniería y la economía.