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diff --git a/buch/chapters/010-potenzen/uebungsaufgaben/101.tex b/buch/chapters/010-potenzen/uebungsaufgaben/101.tex new file mode 100644 index 0000000..197b196 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/010-potenzen/uebungsaufgaben/101.tex @@ -0,0 +1,37 @@ +Finden Sie eine Potenzreihe für die Funktion +\( +z\mapsto \frac{1}{z} +\) +im Punkt $z_0\ne 0$. + +\begin{hinweis} +Berechnen Sie $1/(z_0 - (z_0-z))$. +\end{hinweis} + +\begin{loesung} +Die Funktion im Hinweis kann in die Form einer geometrischen Reihe +gebracht werden: +\begin{align*} +\frac{1}{z_0-(z_0-z)} +&= +\frac{1}{z_0} +\cdot +\frac{1}{1-(\frac{z_0-z}{z_0})} += +\frac{1}{z_0} +\sum_{k=0}^\infty \biggl(\frac{z_0-z}{z_0}\biggr)^k += +\frac{1}{z_0} +\sum_{k=0}^\infty \frac{(-1)^k}{z_0^k} (z-z_0)^k += +\sum_{k=0}^\infty \frac{(-1)^k}{z_0^{k+1}} (z-z_0)^k. +\end{align*} +Die Koeffizienten der gesuchten Potenzreihe sind daher +\[ +a_k = \frac{(-1)^k}{z_0^{k+1}}. +\qedhere +\] +\end{loesung} + + + diff --git a/buch/chapters/010-potenzen/uebungsaufgaben/102.tex b/buch/chapters/010-potenzen/uebungsaufgaben/102.tex new file mode 100644 index 0000000..98e9fcc --- /dev/null +++ b/buch/chapters/010-potenzen/uebungsaufgaben/102.tex @@ -0,0 +1,17 @@ +Berechnen Sie den Konvergenzradius der Exponentialreihe +$e^z=\sum_{k=0}^\infty z^k/k!$ + +\begin{loesung} +Mit $a_k=1/k!$ folgt mit dem Quotientenkriterium +\[ +\frac{a_{k+1}}{a_k} += +\frac{(k+1)!}{k!} += +k+1 +\to +\infty +\] +für $k\to\infty$. +Der Konvergenzradius ist daher unendlich. +\end{loesung} diff --git a/buch/chapters/010-potenzen/uebungsaufgaben/103.tex b/buch/chapters/010-potenzen/uebungsaufgaben/103.tex new file mode 100644 index 0000000..5d0c3e0 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/010-potenzen/uebungsaufgaben/103.tex @@ -0,0 +1,21 @@ +Verwenden Sie das Resultat von Aufgabe~\ref{101}, um die $k$-te Ableitung +der Funktion $1/z$ an der Stelle $z_0$ zu berechnen. + +\begin{loesung} +Die Taylor-Reihe von $f(z)=1/z$ an der Stelle $z_0$ ist +\[ +\mathscr{T}_{z_0}f(z) += +\sum_{k=0}^\infty +\frac{f^{(k)}(z_0)}{k!} +(z-z_0)^k += +\sum_{k=0}^\infty +\frac{(-1)^k}{z_0^{k+1}} (z-z_0)^k +\quad\Rightarrow\quad +f^{(k)}(z_0) += +k!\frac{(-1)^k}{z_0^{k+1}}. +\qedhere +\] +\end{loesung} |