6 Taylor-Entwicklung

6.2 Vorbild geometrische Reihe

Wir betrachten zuerst noch einmal das einfachste aller Polynome, die geometrische Summe, math formula mit den Koeffizienten math formula für alle nichtnegativen ganzen Zahlen n und die zugehörige Potenzreihe, die geometrische Reihe:

Geometrische Reihe:       math formula


Darin haben wir bereits einen Prototyp für unseren Wunschtraum: Die rationale Funktion math formula wird im offenen Intervall math formula um die Stelle math formula herum durch eine Potenzreihe, die geometrische Reihe math formula, dargestellt, d.h. durch die Summe aus der Konstanten eins, der winkelhalbierenden Geraden, der Normalparabel, einer Funktion dritten Grades, usw. angenähert. Diese Reihe hat zwar unendlich viele Glieder; sie sind jedoch allein durch Addition und Multiplikation berechenbar, und je nach Genauigkeitsanforderungen reichen schon wenige Glieder aus. Allerdings existiert die Darstellung nur im Intervall math formula, während die Funktion math formula überall außer für math formula definiert ist.

Dieses Beispiel und Vorbild macht uns Mut zu folgenden Fragen:

1) Gibt es auch für andere Funktionen Potenzreihen, die sie in gewissen Intervallen darstellen ?
2) Wie erhält man die zugehörigen Koeffizienten math formula?
3) Wie viele verschiedene solche Reihen gibt es für eine Funktion ?
4) Wie gut ist die Konvergenz bzw. wie groß ist der Näherungfehler beim Abbruch der Reihe ?