Utilize os 4 primeiros termos da Série de Taylor para calcular o seno de 20°.

Questão

Utilize os 4 primeiros termos da Série de Taylor para calcular o seno de 20°.

Alternativas

A) 0,32

Resposta certa

B) 0,34

C) 0,36

D) 0,37

Explicação

Queremos aproximar sin⁡(20∘)\sin(20^\circ) usando os 4 primeiros termos da série de Taylor de sin⁡(x)\sin(x) em torno de 0 (série de Maclaurin):

sin⁡(x)=x−x33!+x55!−x77!+⋯\sin(x)=x-\frac{x^3}{3!}+\frac{x^5}{5!}-\frac{x^7}{7!}+\cdots

  1. Converter graus para radianos

20∘=20⋅π180=π9≈0,349120^\circ=20\cdot\frac{\pi}{180}=\frac{\pi}{9}\approx 0{,}3491

  1. Calcular os 4 termos para x≈0,3491x\approx 0{,}3491
  • T1=x≈0,3491T_1=x\approx 0{,}3491

  • T2=−x33!=−x36T_2=-\dfrac{x^3}{3!}=-\dfrac{x^3}{6}

    x2≈0,34912≈0,1219x^2\approx 0{,}3491^2\approx 0{,}1219 e x3≈0,1219⋅0,3491≈0,0426x^3\approx 0{,}1219\cdot 0{,}3491\approx 0{,}0426

    T2≈−0,04266≈−0,0071T_2\approx -\frac{0{,}0426}{6}\approx -0{,}0071

  • T3=x55!=x5120T_3=\dfrac{x^5}{5!}=\dfrac{x^5}{120}

    x4≈(0,1219)2≈0,0149x^4\approx (0{,}1219)^2\approx 0{,}0149 e x5≈0,0149⋅0,3491≈0,0052x^5\approx 0{,}0149\cdot 0{,}3491\approx 0{,}0052

    T3≈0,0052120≈0,000043T_3\approx \frac{0{,}0052}{120}\approx 0{,}000043

  • T4=−x77!=−x75040T_4=-\dfrac{x^7}{7!}=-\dfrac{x^7}{5040}

    x6≈(0,0052)⋅(0,3491)≈0,0018x^6\approx (0{,}0052)\cdot (0{,}3491)\approx 0{,}0018 e x7≈0,0018⋅0,3491≈0,00064x^7\approx 0{,}0018\cdot 0{,}3491\approx 0{,}00064

    T4≈−0,000645040≈−0,00000013T_4\approx -\frac{0{,}00064}{5040}\approx -0{,}00000013

  1. Somar os 4 termos

sin⁡(20∘)≈0,3491−0,0071+0,000043−0,00000013≈0,3420\sin(20^\circ)\approx 0{,}3491-0{,}0071+0{,}000043-0{,}00000013\approx 0{,}3420

Arredondando para duas casas decimais: 0,340{,}34.

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