lunes, 5 de febrero de 2018

Serie de Taylor Informe EDO

https://drive.google.com/open?id=1x3MF1Ji3FJpvDmE4PCf2NFVAEPQp5xpE

Diagrama De Clases en UML (POO)



El siguiente Diagrama de Clases basado en notación UML del programa de Series de Taylor ha sido realizado en el software "StarUML" que permite realizar diagramas de cualquier tipo.



Web 2.0


La web 2.0 no es más que la evolución de la web en la que los usuarios dejan de ser pasivos y empiezan a ser activos que participan y contribuyen en el contenido de la red, siendo capaces de crear, dar soporte y formar parte de una sociedad y comunidad tanto a nivel global como local.



ALGORITMO: SERIES DE TAYLOR

Series de Taylor

Se ha modelado un algoritmo que permita obtener la Serie de Taylor de cualquier función matemática derivable.

Estructura del Algoritmo

-Datos de Entrada

-Cualquier función de x, por ejemplo: sen(x), cos(x) o 5x+6
-Valor de x
-Numero de derivadas que desea obtener en la serie

-Datos de salida
-El programa dá como dato de salida la serie de Taylor de acuerdo al número de derivadas antes ingresada y al valor de x

-Validación

El programa ha resuelto la función digitada por teclado dando el valor de 2 a X


Se ha pedido que se realice la derivada 3 veces, las derivadas de la función son:
  




Luego de obtener las Derivadas, se obitiene valores fijos de cada una remplazando el valor de x ingresado desde el principio :





Teniendo ya lo necesario, se remplaza en la Serie de Taylor




Entonces finalmente obtenemos el siguiente resultado:








Finalmente se puede demostrar que el programa funciona correctamente, dando el mismo resultado.

SERIE DE TAYLOR -DEFINICION

SERIE DE TAYLOR.


Taylor
Brook Taylor(1685-1731).



Brook Taylor, gran matemático Británico,  dio grandes contribuciones para el desarrollo del calculo por diferencias finitas, también es el gran autor del teorema que lleva su nombre. 
Ningún trabajo de el, ha sobrevivido al tiempo, sin embargo se considera que el encontró un numero de casos especiales en la serie de Taylor, entre ellos están las funciones trigonométricas como: Seno,Coseno,Tangente, Cotangente.




DEFINICIÓN SERIE DE TAYLOR.


La serie de Taylor es una serie funcional y surge de una ecuación en la cual se puede encontrar una solución aproximada a una función, La serie proporciona una buena forma de aproximar el valor de una función en un punto en términos del valor de la función y sus derivadas en otro punto, para hacer esta aproximación solo se pueden tomar unas cuantas expresiones a criterio del que aplica la serie en número de términos que ha de incluir en la aproximación.


La serie de Taylor se basa en ir haciendo operaciones según una ecuación genera y mientras mas operaciones tenga la serie más exacto será el resultado que está buscando.


IMPORTANCIA SERIE DE TAYLOR.


La serie Taylor es de mucha importancia para el cálculo efectivo de las funciones continuas y donde se destaca el atender aspectos propios de convergencia, es por ello que la Serie de Taylor es un teorema de continuidad, teorema de dos valores medios y los criterios de convergencia de series numéricas. Considerada como una cierta matemática avanzada cuyo objetivo es profundizar en los procesos de convergencia de las series infinitas, acompañado de sus métodos algebraicos.


APLICACIONES DE LA SERIE DE TAYLOR.


La serie de Taylor tiene diversas aplicaciones entre ellas se tienen:
  • Aplicación en el teorema de L´Hopital
  • Uso de las series de Fourier en el procesamiento digital de señales
  • Uso de las series de Taylor y Maclaurin en la aproximación del valor de una función en un punto en términos del valor de la función y sus derivadas en otro punto.
  • Estimación de integrales
  • Determinación de convergencia y divergencia de series.

MATEMÁTICA BÁSICA DE LA SERIE DE TAYLOR.


La serie de Taylor de una función f real o compleja ƒ(x) infinitamente diferenciable en el entorno de un número real o complejo a es la siguiente serie de potencias:





Primeramente,vemos que es interesare y muy importante notar que los coeficientes a, pueden expresarse en términos del polinomio p(x) y de sus distintas derivadas que en este caso esta inicializada en 0.




p(0)=a_0+a_1(0)+a_2(0)^2+a_3(0)^3+\cdots+a_N(0)^N\Rightarrow p(0)=a_0



Se tiene el polinomio:
p(x)=a_0+a_1x+a_2x^2+a_3x^3+\cdots+a_Nx^N




Un polinomio de grado n, al derivarlo se obtiene:



p'(x)=a_1+2a_2x+3a_3x^2+\cdots+Na_Nx^{N-1}
Por lo tanto se tiene:


p'(0)=a_1

Al derivar una vez mas se tiene.



p''(x)=2a_2+3^.2a_3x+\cdots+N(N-1)a_nx^{N-2}




p''(0)=2a_2



Generalizado el polinomio se tiene:


p^{k}(0)=k!a_k




a_k=\cfrac{p^k(0)}{k!}



La función Buscada  quedaria de la siguiente  forma:



f(x)=f(a)+\frac{f'(a)}{1!}(x-a)+\frac{f''(a)}{2!}(x-a)^2+\frac{f^{(3)}(a)}{3!}(x-a)^3+\cdots+\frac{f^{(N)}(a)}{N!}(x-a)^N





Y la formula de la sumatoria seria: