Esercizio sviluppo di Taylor

Lomels
Buongiorno, sono uno studente di Ingegneria alle prese con l'esame di analisi 1.
Ieri esercitandomi con degli esami passati, mi sono imbattuto nello sviluppo del seguente polinomio di Taylor, con ordine n=9 e centro x0 = 0:

$ f(x) = cos (ln (1+ax^3)), a!= 0 $

Ho svolto l'esercizio sviluppando $ ln(1+ax^3) $ fino al terzo ordine, ottenendo:

$ g(x)=ln(1+ax^2) = ax^3 -(a^2 x^6)/2 + (a^3 x^9)/3 + o(x^9) $

Poi ho svolto il $cos(g(x))$ fino al quarto ordine, per evitare che $x^9$ scomparisse, ottenendo questo risultato:

$ f(x) = 1 - ((ax^3 -(a^2 x^6)/2 + (a^3 x^9)/3 + o(x^9))^2)/2 + ((ax^3 -(a^2 x^6)/2 + (a^3 x^9)/3 + o(x^9))^4)/(4!) + o((ax^3 -(a^2 x^6)/2 + (a^3 x^9)/3 + o(x^9))^4) $

Svolgendo i vari calcoli ho ottenuto il risultato:

$ f(x) = 1 - (a^2 x^6)/2 + (a^3 x^9)/2 - (a^4x^12)(5/12) + o(x^12) $

Quando sono andato a controllare lo svolgimento del professore ho notato che ho svolto correttamente il logaritmo fino al terzo ordine, ma che lui nello svolgimento del coseno, si ferma al secondo ordine e non al quarto! Il suo risultato quindi è:

$ f(x) = 1 - (a^2 x^6)/2 + (a^3 x^9)/2 + o(x^9) $

La mia domanda dunque è: per quale motivo si è fermato al secondo ordine? $x^9$ non sarebbe dovuto scomparire?
Precisamente, sviluppandolo al secondo ordine otterrei:

$ o((ax^3 -(a^2 x^6)/2 + (a^3 x^9)/3 + o(x^9))^2) = o(x^6) $

Dall'algebra degli o-piccoli so che $ o(o(x^a)) = o(x^a) $, ma in questo caso oltre ad $ o(x^9)$ sono presenti altre cose più piccole di $x^9$, quindi non dovrebbe valere la proprietà precedente, oppure mi sto sbagliando? Il mio risultato anche se compare un ordine in più nel risultato andrebbe comunque bene o sarebbe un errore grave?

Grazie mille delle eventuali risposte, se non sono stato chiaro posso allegare la foto della soluzione del docente.

Risposte
Obidream
"Lomels":
Buongiorno, sono uno studente di Ingegneria alle prese con l'esame di analisi 1.
Ieri esercitandomi con degli esami passati, mi sono imbattuto nello sviluppo del seguente polinomio di Taylor, con ordine n=9 e centro x0 = 0:

$ f(x) = cos (ln (1+ax^3)), a!= 0 $

Ho svolto l'esercizio sviluppando $ ln(1+ax^3) $ fino al terzo ordine, ottenendo:

$ g(x)=ln(1+ax^2) = ax^3 -(a^2 x^6)/2 + (a^3 x^9)/3 + o(x^9) $

Poi ho svolto il $cos(g(x))$ fino al quarto ordine, per evitare che $x^9$ scomparisse

Io mi fermerei qui.
Allora, sviluppare sino ad $n=9$ cosa significa "operativamente"?

Rispondi
Per rispondere a questa discussione devi prima effettuare il login.