Utilize os 4 primeiros termos da Série de Taylor para calcular o seno de 70°.

Questão

Utilize os 4 primeiros termos da Série de Taylor para calcular o seno de 70°.

Imagem 1

sin(x)=n=0(1)n(2n+1)!x2n+1\sin(x)=\displaystyle\sum_{n=0}^{\infty}\frac{(-1)^n}{(2n+1)!}x^{2n+1}

Alternativas

A) 0,87

B) 0,89

97%

C) 0,91

D) 0,94

Explicação

Para usar a Série de Taylor do seno, precisamos trabalhar em radianos.

1) Converter 70° para radianos

x=70=70π180=7π181,22173x = 70^\circ = 70\cdot\frac{\pi}{180}=\frac{7\pi}{18}\approx 1{,}22173

2) Usar os 4 primeiros termos da série de Taylor de sin(x)\sin(x)

A série é: sin(x)=xx33!+x55!x77!+\sin(x)=x-\frac{x^3}{3!}+\frac{x^5}{5!}-\frac{x^7}{7!}+\cdots Os 4 primeiros termos são: sin(x)xx36+x5120x75040\sin(x)\approx x-\frac{x^3}{6}+\frac{x^5}{120}-\frac{x^7}{5040}

3) Calcular numericamente (com x1,22173x\approx 1{,}22173)

Potências (aprox.):

  • x21,4926x^2\approx 1{,}4926
  • x31,8237x^3\approx 1{,}8237
  • x52,7233x^5\approx 2{,}7233
  • x74,0695x^7\approx 4{,}0695

Substituindo: sin(x)1,221731,82376+2,72331204,06955040\sin(x)\approx 1{,}22173-\frac{1{,}8237}{6}+\frac{2{,}7233}{120}-\frac{4{,}0695}{5040} Agora, termo a termo:

  • 1,221731{,}22173
  • 1,823760,30395\frac{1{,}8237}{6}\approx 0{,}30395 \quad (subtrai)
  • 2,72331200,02269\frac{2{,}7233}{120}\approx 0{,}02269 \quad (soma)
  • 4,069550400,00081\frac{4{,}0695}{5040}\approx 0{,}00081 \quad (subtrai)

Somando: sin(70)1,221730,30395+0,022690,000810,93966\sin(70^\circ)\approx 1{,}22173-0{,}30395+0{,}02269-0{,}00081\approx 0{,}93966 Arredondando para duas casas decimais: 0,94\approx 0{,}94.

Alternativa correta: (D).

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