Ejercicio 9. Examen Final 9. Taylor hiperbólico, alternadas… · Fonaments Matemàtics UPC Col·lecció d'Exàmens Resolts de Càlcul

Tema: Mètodes de demostració · Del examen Col·lecció d'Exàmens Resolts de Càlcul

Enunciado

9. Examen Final 9. Taylor hiperbólico, alternadas y cálculo de primitivas

a)

Sea f(x)=esinh⁡x+xf(x) = e^{\sinh x} + x en R\mathbb{R}.

1. Hallar los tres primeros términos no nulos del polinomio de Taylor en x=0x = 0.

2. Probar que existe f−1f^{-1} y calcular su derivada en el punto y=1y = 1.

Por el teorema de la función inversa, (f−1)′(1)=1f′(0)(f^{-1})'(1) = \frac{1}{f'(0)}.

b)

Determinar el carácter de convergencia de la serie:

∑n=2∞(nsin⁡2n2n5+1+(−1)nlog⁡n)\sum_{n=2}^{\infty} \left( \frac{n \sin^2 n}{\sqrt{2n^5 + 1}} + \frac{(-1)^n}{\log n} \right)

c)

Calcular lim⁡x→0log⁡(1+x)−xsin⁡2x\lim_{x \to 0} \frac{\log(1+x) - x}{\sin^2 x}.

d)

Calcular la integral definida ∫1exlog⁡x dx\int_1^e x \log x \, dx.

e)

Dada F(x)=∫−23x−x2tet4 dtF(x) = \int_{-2}^{3x-x^2} t e^{t^4} \, dt en [0,2][0, 2]:

determinar en qué puntos alcanza su máximo y mínimo absoluto.

f)

1. Hallar el dominio de convergencia de ∑n=0∞(x+1)nn+1\sum_{n=0}^{\infty} \frac{(x+1)^n}{\sqrt{n+1}}.

2. Estudiar si converge uniformemente en R\mathbb{R} la serie ∑n=0∞arctan⁡(nx)5n\sum_{n=0}^{\infty} \frac{\arctan(nx)}{5^n}.

g)

Calcular la primitiva ∫x+2x3−8 dx\int \frac{x+2}{x^3-8} \, dx.

h)

Analizar la convergencia de la impropia ∫0∞arctan⁡xx3/2 dx\int_0^{\infty} \frac{\arctan x}{x^{3/2}} \, dx.

Enunciado: Ejercicio 9. Examen Final 9. Taylor hiperbólico, alternadas… · Fonaments Matemàtics UPC Col·lecció d'Exàmens Resolts de Càlcul

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a.1. Hallar los tres primeros términos no nulos del polinomio de Taylor en x = 0.

Solución: 1+2x+12x21 + 2x + \frac{1}{2}x^2

a.2. Probar que existe f^-1 y calcular su derivada en el punto y = 1 (valor de f'(0)).

Solución: 2

b. Determinar el carácter de convergencia de la serie sum_{n=2}^inf ( (n sin^2 n)/sqrt(2n^5+1) + (-1)^n / log n )

Solución: Convergente

c. Calcular lim_{x -> 0} (log(1+x) - x) / sin^2 x.

Solución: −12-\frac{1}{2} / -0.5

d. Calcular la integral definida int_1^e x log x dx.

Solución: e2+14\frac{e^2+1}{4}

e. Determinar en qué punto alcanza su máximo absoluto.

Solución: 32\frac{3}{2} / 1.5

e. Determinar en qué punto alcanza su mínimo absoluto.

Solución: 0

f.1. Hallar el dominio de convergencia de sum_{n=0}^inf (x+1)^n / sqrt(n+1).

Solución: [−2,0)[-2, 0)

f.2. Estudiar si converge uniformemente en R la serie sum_{n=0}^inf arctan(nx) / 5^n.

Solución: Sí

g. Calcular la primitiva int (x+2)/(x^3-8) dx.

Solución: 13log⁡∣x−2∣−16log⁡(x2+2x+4)\frac{1}{3}\log|x-2| - \frac{1}{6}\log(x^2+2x+4)

h. Analizar la convergencia de la impropia int_0^inf (arctan x)/x^(3/2) dx.

Solución: Convergente

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