Como você encontra a série Maclaurin para o arctan x centrado em x = 0?

Responda:

arctanx = sum_(n=0)^oo (-1)^n x^(2n+1)/(2n+1)

Explicação:

Comece pela soma de um Séries geométricas, qual é:

sum_(n=0)^oo xi^n = 1/(1-xi)

agora substitua: xi = -t^2 e nós temos:

sum_(n=0)^oo (-t^2)^n = 1/(1+t^2)

ou:

sum_(n=0)^oo (-1)^nt^(2n) = 1/(1+t^2)

Se integrarmos agora a série termo a termo, temos:

sum_(n=0)^oo int_0^x (-1)^nt^(2n)dt = int_0^x (dt)/(1+t^2)

No segundo membro, temos uma integral padrão:

int_0^x (dt)/(1+t^2) = arctanx

então nós temos:

arctanx = sum_(n=0)^oo int_0^x (-1)^nt^(2n)dt = sum_(n=0)^oo (-1)^n [t^(2n+1)/(2n+1)]_0^x

e finalmente:

arctanx = sum_(n=0)^oo (-1)^n x^(2n+1)/(2n+1)