6 Taylor - Entwicklung

6.4 Beispiele aus der Funktionen - Grundausstattung

6.4.1 Rationale Funktionen

Die Funktionen math formula mit natürlichen Exponenten math formula sind bereits einfache Spezialfälle von Potenzreihen mit einem einzigen Term. Potenzen von math formula mit negativen Exponenten sind für math formula gar nicht definiert.

Jedoch die allgemeine binomische Reihe mit reellem Exponenten math formula kann entwickelt werden:

math formula


mit dem verallgemeinerten Binomialkoeffizient math formula und math formula .

Zum Beweis: math formula,
                        math formula,
                        math formula, ... usw.
allgemein       math formula
mit             math formula ,
                  math formula,
                  math formula,
                  math formula, ... usw.
allgemein math formula,
insgesamt: math formula math formula

Einige Spezialfälle sind von besonderer Wichtigkeit:

Zunächst finden wir für natürliche math formula unsere früher abgeleitete binomische Formel wieder für den Spezialfall math formula und math formula, da die Potenzreihe im Fall natürlicher Exponenten abbricht:

math formula


Für negative math formula ergibt sich, z.B. für math formula erneut die alternierende geometrische Reihe

math formula


und für math formula deren negative Ableitung:

math formula


Für gebrochene math formula, z.B. math formula oder math formula erhalten wir die häufig gebrauchten Reihenentwicklungen der Quadratwurzel im Zähler bzw. Nenner:

math formula bzw.
math formula


Aufgabe 6.2:

Berechnen Sie die Taylor-Reihen von math formula für math formula , math formula und math formula. Lösung (1) (2) (3)