schoolОбщие знания
verifiedРешено AI
Разложение (1+x)e^x в ряд Маклорена
help_outlineУсловие задачи
Разложить в ряд маклорена
lightbulbКраткий ответ
Разложение функции (1+x)e^x в ряд Маклорена выполняется с использованием известного разложения для e^x. Решение включает раскрытие скобок и группировку слагаемых с одинаковыми степенями x.
Подробное решение
Для разложения функции \( f(x) = (1 + x)e^x \) в ряд Маклорена воспользуемся известным разложением для экспоненты \( e^x \).
1. Запишем стандартный ряд Маклорена для функции \( e^x \):
\[ e^x = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^n}{n!} = 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \dots + \frac{x^n}{n!} + \dots \]
2. Подставим это выражение в нашу функцию:
\[ f(x) = (1 + x) \cdot \left( 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \dots + \frac{x^n}{n!} + \dots \right) \]
3. Раскроем скобки, умножая каждый член ряда сначала на \( 1 \), а затем на \( x \):
\[ f(x) = \left( 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \dots \right) + \left( x + x^2 + \frac{x^3}{2!} + \frac{x^4}{3!} + \dots \right) \]
4. Сгруппируем слагаемые с одинаковыми степенями \( x \):
\[ f(x) = 1 + (1 + 1)x + \left( \frac{1}{2!} + 1 \right)x^2 + \left( \frac{1}{3!} + \frac{1}{2!} \right)x^3 + \dots + \left( \frac{1}{n!} + \frac{1}{(n-1)!} \right)x^n + \dots \]
5. Упростим коэффициент при общем члене \( x^n \):
\[ \frac{1}{n!} + \frac{1}{(n-1)!} = \frac{1 + n}{n!} \]
6. Запишем итоговый вид ряда Маклорена:
\[ (1 + x)e^x = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{n+1}{n!} x^n \]
Развернутый вид первых нескольких членов:
\[ (1 + x)e^x = 1 + 2x + \frac{3}{2}x^2 + \frac{4}{6}x^3 + \dots = 1 + 2x + \frac{3}{2}x^2 + \frac{2}{3}x^3 + \dots \]
Ответ: \( \sum_{n=0}^{\infty} \frac{n+1}{n!} x^n \) для всех \( x \in (-\infty, +\infty) \).