Com s'utilitza la sèrie binomial per ampliar sqrt (z ^ 2-1)?

Com s'utilitza la sèrie binomial per ampliar sqrt (z ^ 2-1)?
Anonim

Resposta:

#sqrt (z ^ 2-1) = i 1-1 / 2z ^ 2 - 1 / 8z ^ 4 - 1 / 16z ^ 6 + … #

Explicació:

M'agradaria bastant una doble comprovació perquè, com a estudiant de física, poques vegades vaig més enllà # (1 + x) ^ n ~~ 1 + nx # per x petit, així que estic una mica rovellat. La sèrie binomial és un cas especialitzat del teorema binomial que ho indica

# (1 + x) ^ n = suma_ (k = 0) ^ (oo) ((n), (k)) x ^ k #

Amb # ((n), (k)) = (n (n-1) (n-2) … (n-k + 1)) / (k!) #

El que tenim és # (z ^ 2-1) ^ (1/2) #, aquesta no és la forma correcta. Per rectificar-ho, recordeu-ho # i ^ 2 = -1 # així que tenim:

# (i ^ 2 (1-z ^ 2)) ^ (1/2) = i (1-z ^ 2) ^ (1/2) #

Ara es troba en la forma correcta amb #x = -z ^ 2 #

Per tant, l’expansió serà:

#i 1 -1 / 2z ^ 2 + (1/2 (-1/2)) / 2z ^ 4 - (1/2 (-1/2) (- 3/2)) / 6z ^ 6 +… #

#i 1-1 / 2z ^ 2 - 1 / 8z ^ 4 - 1 / 16z ^ 6 + … #