Maclaurin expansions and series operations

Construct Maclaurin expansions about zero from derivatives or differential equations, and manipulate standard expansions to approximate functions and evaluate limits.

Tę umiejętność sprawdzają 34 zadania wzorowane na arkuszach IB z lat 2022–2026.

Zadania sprawdzające tę umiejętność: 34 Otwórz w wyszukiwarce z filtrami

Matematyka AA IBPaper 1, maj 2025, TZ1wzorowane5 pktobliczeniowetrudne (szac.)

Zadanie 12e

For positive integers n, define Hn(x)=(1+sin⁡x)nH_n(x)=(1+\sin x)^n. (i) Find its Maclaurin expansion through the term in x2. (ii) Hence or otherwise find lim⁡x→0Hn(x)−1−nxx2\displaystyle\lim_{x\to0}\frac{H_n(x)-1-nx}{x^2} in terms of n.

Matematyka AA IBPaper 3, listopad 2025, TZ3wzorowane3 pktobliczeniowetrudne (szac.)

Zadanie 2d

Find the smallest number N of nonzero arctan terms giving an absolute error less than 10⁻⁵ when approximating arctan a. Use the alternating-series bound or directly compare the actual errors.

Matematyka AA IBPaper 3, listopad 2025, TZ3wzorowane2 pktobliczeniowetrudne (szac.)

Zadanie 2g

Using I = (1 + a2)π/8 − a and the approximation I≈∫0a2xT4(x) dxI\approx\int_0^a2xT_4(x)\,dx, estimate π to four decimal places.

Matematyka AA IBPaper 3, listopad 2025, TZ3wzorowane5 pktobliczeniowetrudne (szac.)

Zadanie 2h

The approximation J=∫0a2xT4(x) dxJ=\int_0^a2xT_4(x)\,dx is a sum of four alternating integrated terms. Verify numerically that its actual absolute error in approximating I is no greater than the next integrated term.

Matematyka AA IBPaper 3, listopad 2025, TZ3wzorowane5 pktobliczeniowetrudne (szac.)

Zadanie 2i

Find the smallest N for which ∣I−∫0a2xTN(x) dx∣≤10−8\left|I-\int_0^a2xT_N(x)\,dx\right|\leq10^{-8}. Use the alternating-series bound or directly compare the actual errors.

Matematyka AA IBPaper 1, maj 2024, TZ2wzorowane2 pktobliczeniowetrudne (szac.)

Zadanie 12b

Use derivatives at zero or another valid method to show that the Maclaurin expansion begins fa(x)=1+32ax+158a2x2+⋯f_a(x)=1+\frac32ax+\frac{15}{8}a^2x^2+\cdots.

Matematyka AA IBPaper 1, maj 2024, TZ2wzorowane4 pktobliczeniowetrudne (szac.)

Zadanie 12c

Hence, by multiplying the relevant expansions, show that (1−x)−3/2(1+x)−3/2≈1+32x2(1-x)^{-3/2}(1+x)^{-3/2}\approx1+\frac32x^2 when terms beyond degree 2 are discarded.

Matematyka AA IBPaper 1, maj 2024, TZ2wzorowane1 pktobliczeniowetrudne (szac.)

Zadanie 12d

Let P(x) = (1 − x)−3/2(1 + x)−3/2. The two Maclaurin series in this product are those of f1(x) and f−1(x). State the range of x for which both Maclaurin series used in the product converge.

Matematyka AA IBPaper 1, listopad 2024wzorowane4 pktobliczeniowetrudne (szac.)

Zadanie 11d

Use the derivative relations y′ = (1 − y2)3/2, y′′ = −3y(1 − y2)2 and y′′′ = −3(1 − 5y2)(1 − y2)5/2 to find the Maclaurin series through the cubic term.

Zobacz wszystkie 34 w wyszukiwarce z filtrami

Pliki cookies

Zapisujemy na Twoim urządzeniu to, bez czego serwis nie działa, np. zalogowanie. Plików analitycznych użyjemy tylko za Twoją zgodą. Szczegóły w polityce prywatności.