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

Questão

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

Imagem 1

cos(x)=n=0(1)n(2n)!x2n\cos(x)=\sum_{n=0}^{\infty}\dfrac{(-1)^n}{(2n)!}x^{2n}

Alternativas

A) 0,87

97%

B) 0,89

C) 0,91

D) 0,94

Explicação

A série de Taylor de cos(x)\cos(x) centrada em 00 é: [ \cos(x)=\sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^n}{(2n)!}x^{2n}=1-\frac{x^2}{2!}+\frac{x^4}{4!}-\frac{x^6}{6!}+\cdots ]

Usando os 4 primeiros termos (até x6x^6): [ \cos(x)\approx 1-\frac{x^2}{2}+\frac{x^4}{24}-\frac{x^6}{720} ]

Como a série usa radianos, convertemos 2020^\circ: [ 20^\circ = 20\cdot\frac{\pi}{180}=\frac{\pi}{9}\approx 0{,}3491 ]

Agora calculamos as potências:

  • x0,3491x\approx 0{,}3491
  • x20,12185x^2\approx 0{,}12185
  • x4(0,12185)20,01485x^4\approx (0{,}12185)^2\approx 0{,}01485
  • x6x4x20,014850,121850,00181x^6\approx x^4\cdot x^2\approx 0{,}01485\cdot 0{,}12185\approx 0{,}00181

Substituindo: [ \cos(x)\approx 1-\frac{0{,}12185}{2}+\frac{0{,}01485}{24}-\frac{0{,}00181}{720} ] [ \cos(x)\approx 1-0{,}06093+0{,}00062-0{,}0000025 ] [ \cos(x)\approx 0{,}93969 \approx 0{,}94 ]

Portanto, o valor aproximado é cos(20)0,94\cos(20^\circ)\approx 0{,}94.

Alternativa correta: (D).

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