Banner A. The Calculus Lifesaver: All the Tools You Need to Excel at Calculus
Подождите немного. Документ загружается.
556 • Taylor and Power Series: How to Solve Problems
Now consider
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln
(x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y =
sin(x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y =
ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
∞
X
n=2
x
n
n(ln(n))
2
.
This is almost the same question as the previous one, but let’s see what
happens. We have
lim
n→∞
x
n+1
(n + 1)(ln(n + 1))
2
x
n
n(ln(n))
2
= lim
n→∞
x
n+1
x
n
n
n + 1
(ln(n))
2
(ln(n + 1))
2
= lim
n→∞
|x|
n
n + 1
ln(n)
ln(n + 1)
2
,
which again simplifies to |x|. So once again the power series converges abso-
lutely when |x| < 1 and diverges when |x| > 1. The radius of convergence is
therefore 1. As for the endpoints, let’s put in x = 1:
∞
X
n=2
1
n
n(ln(n))
2
=
∞
X
n=2
1
n(ln(n))
2
.
As we’ve seen in Section 23.5 of Chapter 23, you can use the integral test to
see that this converges; since all the terms are positive, the convergence is
absolute. Now, when x = −1, we get
∞
X
n=2
(−1)
n
n(ln(n))
2
.
The series of absolute values of these terms is
∞
X
n=2
1
n(ln(n))
2
,
which is the same as the series when x = 1, so it converges absolutely. We
conclude that the power series converges absolutely when −1 ≤ x ≤ 1 and
diverges for all other x, giving the following picture:
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f(
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f(
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin
(x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f(
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f (
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f(
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h )
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y =
sin(x)
π
−
π
−1
−2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−1
y = ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
So, it’s the same as the previous example, except for different behavior at the
endpoints 1 and −1.
How about
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln
(x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(x)
π
−π
−1
−2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−1
y = ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
∞
X
n=1
n!x
n
?
Section 26.1.2: How to find the radius and region of convergence • 557
We have
lim
n→∞
(n + 1)!x
n+1
n!x
n
= lim
n→∞
(n + 1)!
n!
x
n+1
x
n
= lim
n→∞
(n + 1)|x|.
What is this last limit? Well, if x = 0, then this is just the limit as n → ∞
of 0(n + 1) = 0, which is of course 0. (You may notice that the quantity
x
n+1
/x
n
isn’t well-defined in this case, though!) However, for any other value
of x, we’re screwed—the limit is ∞, which is certainly bigger than 1. We
conclude that the series only converges when x = 0 (remember, it has to
converge at x = a, which is 0 in this case). So, the radius of convergence is 0
and the picture looks like this:
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f(
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f(
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f(
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f (
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f(
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h )
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
Now consider
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
∞
X
n=1
(−2)
n
√
n
(x − 7)
n
.
This is a power series with a = 7, so that point must be at the center of the
region of convergence. In any case, check that we have
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
lim
n→∞
(−2)
n+1
(x − 7)
n+1
√
n + 1
(−2)
n
(x − 7)
n
√
n
= lim
n→∞
(−2)
n+1
(−2)
n
(x − 7)
n+1
(x − 7)
n
r
n
n + 1
= 2|x − 7|.
So the power series converges absolutely when 2|x −7| < 1 and diverges when
2|x −7| > 1. Dividing through by 2, we see that it converges when |x −7| <
1
2
and diverges when |x − 7| >
1
2
. The radius of convergence is therefore
1
2
, so
our picture looks like this so far:
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f(
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f(
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f(
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f (
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f(
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h )
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−1
y = ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
??
We still have to check the endpoints. Let’s try x = 7
1
2
. Then the series is
∞
X
n=1
(−2)
n
√
n
(7
1
2
− 7)
n
=
∞
X
n=1
(−2)
n
√
n
1
2
n
=
∞
X
n=1
(−1)
n
√
n
.
Make sure you realize why (−2)
n
/2
n
can be simplified to (−1)
n
. Anyway, I
leave it to you to show that this last series doesn’t converge absolutely (use
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(x)
π
−π
−1
−2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−1
y = ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
558 • Taylor and Power Series: How to Solve Problems
the p-test) but that it does converge conditionally (use the alternating series
test). Now, when x = 6
1
2
, we get
∞
X
n=1
(−2)
n
√
n
(6
1
2
− 7)
n
=
∞
X
n=1
(−2)
n
√
n
−
1
2
n
=
∞
X
n=1
(−2)
n
√
n
1
(−2)
n
=
∞
X
n=1
1
√
n
,
which diverges. So, we conclude that the power series converges absolutely
when 6
1
2
< x < 7
1
2
and conditionally when x = 7
1
2
, and diverges otherwise.
The full picture is as follows:
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f(
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f(
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin
(x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f(
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f (
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f(
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h )
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y =
sin(x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y =
ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
Consider the series
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln
(x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y =
sin(x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y =
ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
∞
X
n=1
3
n
2
n
2
(x + 2)
n
.
Now, this is a good candidate for the root test because of the complicated
factor 2
n
2
. You can work it out with the ratio test, but the root test is better.
Consider the limit of the nth root of the absolute value of the nth term:
lim
n→∞
3
n
2
n
2
(x + 2)
n
1/n
= lim
n→∞
(3
n
)
1/n
(2
n
2
)
1/n
(|x + 2|
n
)
1/n
= lim
n→∞
3
2
n
|x + 2|.
Now, regardless of the value of x, this limit is equal to 0, which is less than 1;
by the root test, the power series converges absolutely for all x. That is, the
radius of convergence is ∞ and the picture looks like this:
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f(
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f(
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin
(x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f(
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f (
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f(
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h )
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y =
sin(x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y =
ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
Just one more comment, before we move on to the next section: note
that when the radius of convergence is positive, you might get convergence at
both endpoints, at neither endpoint, at the left endpoint only, or at the right
endpoint only. We’ve seen examples of all four possibilities above.
26.2 Getting New Taylor Series from Old Ones
Let’s look at some techniques for finding Taylor series. One way to find the
Taylor series about x = a of a given function f is to use the formula directly,
as we did in Section 25.2 of the previous chapter. To use the formula, you
have to find all the derivatives of f, at least at x = a. For most functions,
this is a pain. Often a better idea is to use some common Taylor series to
synthesize new ones. Of course, you have to know some Taylor series first! It
is really useful to have the following five Maclaurin series (Taylor series about
x = 0) at your fingertips:
Section 26.2: Getting New Taylor Series from Old Ones • 559
1. For f(x) = e
x
:
e
x
=
∞
X
n=0
x
n
n!
= 1 + x +
x
2
2!
+
x
3
3!
+ ···
which is true for all real x.
2. For f(x) = sin(x):
sin(x) =
∞
X
n=0
(−1)
n
x
2n+1
(2n + 1)!
= x −
x
3
3!
+
x
5
5!
−
x
7
7!
+ ···
which is true for all real x.
3. For f(x) = cos(x):
cos(x) =
∞
X
n=0
(−1)
n
x
2n
(2n)!
= 1 −
x
2
2!
+
x
4
4!
−
x
6
6!
+ ···
which is true for all real x.
4. For f(x) = 1/(1 − x):
1
1 − x
=
∞
X
n=0
x
n
= 1 + x + x
2
+ x
3
+ ···
which is true only for −1 < x < 1.
5. For f(x) = ln(1 + x) or f(x) = ln(1 − x):
ln(1 + x) =
∞
X
n=1
−
(−1)
n
x
n
n
= x −
x
2
2
+
x
3
3
−
x
4
4
+ ···
ln(1 − x) =
∞
X
n=1
−
x
n
n
= −x −
x
2
2
−
x
3
3
−
x
4
4
− ···
which are true for −1 < x < 1. (Actually, the first formula is also true
for x = 1 as well, and the second formula is true for x = −1, but this
gets a little complicated!)
So far, we’ve proved formulas #1 and #3 (in Section 24.2.3 of Chapter 24)
as well as #4 (in Section 22.2 of Chapter 22). We’ll deal with #2 and #5 in
Sections 26.2.2 and 26.2.3 below, respectively.
Anyway, suppose that you’ve learned all five series. Here’s how to manip-
ulate them to get new power series.
∗
∗
The proofs that the following techniques work are a little beyond the scope of this
book.
560 • Taylor and Power Series: How to Solve Problems
26.2.1 Substitution and Taylor series
The most useful technique is substitution. In a Maclaurin series, you can
replace x by a multiple of x
n
, where n is an integer, to get a new Maclaurin
series. For example, we know that
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln
(x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y =
sin(x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y =
ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
e
x
= 1 + x +
x
2
2!
+
x
3
3!
+
x
4
4!
+ ···
for any x; so if you want to find the Maclaurin series for f(x) = e
x
2
, simply
replace x by x
2
in the above series to get
e
x
2
= 1 + x
2
+
(x
2
)
2
2!
+
(x
2
)
3
3!
+
(x
2
)
4
4!
+ ··· ,
which you can simplify down to
e
x
2
= 1 + x
2
+
x
4
2!
+
x
6
3!
+
x
8
4!
+ ··· .
Since the original series holds for any x, so does this one.
Let’s look at another common example: what is the Maclaurin series for
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln
(x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y =
sin(x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y =
ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
f(x) = 1/(1 + x
2
)? To do this, start with the geometric series
1
1 − x
=
∞
X
n=0
x
n
= 1 + x + x
2
+ x
3
+ ··· ,
which is valid for −1 < x < 1; then replace x by −x
2
to get
1
1 + x
2
=
∞
X
n=0
(−x
2
)
n
=
∞
X
n=0
(−1)
n
x
2n
= 1 − x
2
+ x
4
− x
6
+ ··· ,
which is valid for −1 < −x
2
< 1. Notice that we also replaced x by −x
2
in
this “valid for” inequality! This isn’t important here, since the inequalities
reduce to −1 < x < 1 anyway; but suppose instead we wanted to work out
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln
(x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y =
sin(x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y =
ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
the Maclaurin series for 1/(1 + 2x
2
). Then we would have replaced x by −2x
2
instead. This gives
1
1 + 2x
2
=
∞
X
n=0
(−2x
2
)
n
=
∞
X
n=0
(−1)
n
2
n
x
2n
= 1 − 2x
2
+ 4x
4
− 8x
6
+ ··· ,
but this is valid only for −1 < −2x
2
< 1. Convince yourself that this in-
equality reduces to −1/
√
2 < x < 1/
√
2. (By the way, all the series in these
examples are geometric series.)
Now, suppose you start with the following equation, which is true for all
PSfrag
replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shado
w
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror
(y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y =
(x − 1)
2
−
1
x
Same
height
−
x
Same
length,
opp
osite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y =
2
x
y =
10
x
y =
2
−x
y =
log
2
(x)
4
3
units
mirror
(x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
=
0 radians
θ
hypotenuse
opp
osite
adjacen
t
0
(≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
I
I
I
II
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference
angle
reference
angle =
π
6
sin
+
sin −
cos
+
cos −
tan
+
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this
angle is
5π
6
clo
ckwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
cos(x)
−
π
2
π
2
y =
tan(x), −
π
2
<
x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y =
tan(x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y =
sec(x)
y =
csc(x)
y =
cot(x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y =
tan
−1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
,
x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 <
x < 0.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x +
2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangen
t at x = a
b
tangen
t at x = b
c
tangen
t at x = c
y = x
2
tangen
t
at x = −
1
u
v
uv
u +
∆u
v +
∆v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y =
sin(x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x =
0
a =
0
x
> 0
a
> 0
x
< 0
a
< 0
rest
position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y =
ln(x)
y =
cosh(x)
y =
sinh(x)
y =
tanh(x)
y =
sech(x)
y =
csch(x)
y =
coth(x)
1
−
1
y = f(
x)
original
function
in
verse function
slop
e = 0 at (x, y)
slop
e is infinite at (y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
y =
sin(x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y =
sin
−1
(x)
y =
cos(x)
π
π
2
y =
cos
−1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y =
tan(x)
y =
tan(x)
1
y =
tan
−1
(x)
y =
sec(x)
y =
sec
−1
(x)
y =
csc
−1
(x)
y =
cot
−1
(x)
1
y =
cosh
−1
(x)
y =
sinh
−1
(x)
y =
tanh
−1
(x)
y =
sech
−1
(x)
y =
csch
−1
(x)
y =
coth
−1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y =
1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y =
sin(x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Lo
cal maximum
Lo
cal minimum
Horizon
tal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln
(x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2
+
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing
fence
new
fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallo
w
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a +
∆x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
d
f
∆
x
a
b
y = f(
x)
true
zero
starting
approximation
b
etter approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y =
1
a
b
y =
sin(x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
=
2
width
of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
I
I
I
II
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
I
I
I
Ia
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
a
v
y = f
a
v
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y =
sin(x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−1
y = ln|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
real x:
sin(x) = x −
x
3
3!
+
x
5
5!
−
x
7
7!
+ ··· .
The right-hand side is the Maclaurin series, or Taylor series about x = 0, of
sin(x). If you replace x by (x − 18), you get a Taylor series about x = 18
instead:
sin(x − 18) = (x − 18) −
(x − 18)
3
3!
+
(x − 18)
5
5!
−
(x − 18)
7
7!
+ ··· .
Section 26.2.1: Substitution and Taylor series • 561
The right-hand side is not the Taylor series about x = 18 of sin(x), because
the left-hand side is no longer sin(x)—it’s sin(x−18). So our substitution has
translated the original function as well. We have actually found the Taylor
series about x = 18 of sin(x − 18). To find the Taylor series of sin(x) about
x = 18, you have to use the formula in Taylor’s Theorem. (We looked at a
similar problem at the end of Section 25.2 in the previous chapter.)
The moral of this last example is that if you replace x by (x −a), then you
get a Taylor series about x = a instead of a Maclaurin series, but the function
is different. This can still be useful. For example, to find the Taylor series of
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
ln(x) about x = 1, start with one of the formulas from the previous section:
ln(1 + x) =
∞
X
n=1
−
(−1)
n
x
n
n
= x −
x
2
2
+
x
3
3
−
x
4
4
+ ··· for − 1 < x < 1.
Now, let’s replace x by (x −1). The quantity ln(1 +x) becomes ln(1 +(x−1)),
or just ln(x); so we get
ln(x) =
∞
X
n=1
−
(−1)
n
(x − 1)
n
n
= (x −1) −
(x − 1)
2
2
+
(x − 1)
3
3
−
(x − 1)
4
4
+ ···
for − 1 < (x − 1) < 1.
Notice that I also replaced x by (x −1) in the original inequality −1 < x < 1,
arriving at −1 < (x − 1) < 1. This looks a bit silly, so add 1 everywhere to
get 0 < x < 2. We end up with
ln(x) =
∞
X
n=1
−
(−1)
n
(x − 1)
n
n
= (x −1) −
(x − 1)
2
2
+
(x − 1)
3
3
−
(x − 1)
4
4
+ ···
for 0 < x < 2.
We have used the Maclaurin series of ln(1 + x) to get the Taylor series about
x = 1 of ln(x).
By the way, the substitution technique can also be used to find Taylor
polynomials, but you have to be careful to get the order right. For example,
if you take f(x) = e
x
and a = 0, the Taylor polynomial of order 3 is
P
3
(x) = 1 + x +
x
2
2!
+
x
3
3!
.
Now if g(x) = e
x
2
, it’s a mistake to replace x by x
2
in the above polynomial
and claim the third-order Taylor polynomial of g is
P
3
(x) = 1 + x
2
+
x
4
2!
+
x
6
3!
.
This is actually the sixth-order Taylor polynomial of g about 0, so the left-
hand side should say P
6
(x) instead of P
3
(x). To get the correct formula for
P
3
(x), just drop all the terms of degree greater than 3. This means that
P
3
(x) = 1 + x
2
. Of course, this is also P
2
(x) as well! Be careful with your
degrees. That’s an order. (At least, if you want to pass calculus and get your
degree . . . ouch. OK, no more puns, I promise.)
562 • Taylor and Power Series: How to Solve Problems
26.2.2 Differentiating Taylor series
If a power series converges to a differentiable function f on an open interval
(a, b), then it turns out that you can differentiate the series term-by-term
to get a new series which converges to f
0
(x) on the same interval. The sit-
uation at the endpoints a and b is a little trickier: the differentiated series
might diverge even if the original series converges.
∗
So check the endpoints
separately.
Our first example is to find the Maclaurin series for sin(x), assuming that
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
we know the Maclaurin series for cos(x) is given by
cos(x) = 1 −
x
2
2!
+
x
4
4!
−
x
6
6!
+
x
8
8!
− ··· ;
the formula is valid for all x. (We proved this in Section 24.2.3 of Chapter 24.)
If you differentiate both sides, term-by-term on the right, you get
−sin(x) = −
2x
2!
+
4x
3
4!
−
6x
5
6!
+
8x
7
8!
− ··· .
We need to multiply both sides by −1 to get rid of the minus sign on the
left-hand side, but there’s another simplification to be made. We have to
deal with quantities like 2/2!, 4/4!, 6/6! and 8/8!. Consider 4/4! for a second.
Since 4! is actually 3!×4, you can reduce 4/4! to 1/3! by canceling out a factor
of 4. Similarly, 6! = 5! × 6, so we have 6/6! = 1/5!, and also 8! = 7! × 8, so
8/8! = 1/7!. Altogether, the above equation becomes
sin(x) = x −
x
3
3!
+
x
5
5!
−
x
7
7!
+ ··· .
Since the series for cos(x) is valid for all x, so is the differentiated series above.
That is, the Maclaurin series for sin(x) is given by the above equation, which
is valid for all x. This proves formula #2 in Section 26.2 above.
Here’s another example of differentiating a power series. Suppose you want
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
to find the Maclaurin series for f(x) = 1/(1 + x)
2
. The best way would be
to start with the series for 1/(1 + x), which is obtained from the standard
geometric series (#4 above) by replacing x by −x:
1
1 + x
= 1 − x + x
2
− x
3
+ x
4
− ··· ;
this is valid for −1 < x < 1. Then differentiate both sides, term-by-term on
the right-hand side, to get
−
1
(1 + x)
2
= 0 − 1 + 2x − 3x
2
+ 4x
3
− ··· .
All that’s left is to take negatives of both sides to get
1
(1 + x)
2
= 1 − 2x + 3x
2
− 4x
3
+ ··· =
∞
X
n=0
(−1)
n
(n + 1)x
n
.
∗
By the way, if the differentiated series converges at one (or both) of the endpoints,
then the original series converges there too.
Section 26.2.3: Integrating Taylor series • 563
This is valid for −1 < x < 1. (You should check that the expression in sigma
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
notation is correct, and that the series doesn’t converge at the endpoints
x = ±1.)
Once again, you can apply these ideas to Taylor polynomials; you just
have to be careful with orders, once again. Since differentiating a polynomial
knocks the degree down by one, the differentiated Taylor polynomial is order
one less than the original polynomial. For example, the third-order Taylor
polynomial about 0 of 1/(1 + x) is 1 − x + x
2
− x
3
, as you can see from the
previous example; if you differentiate and multiply by −1, you see that the
second-order Taylor polynomial about 0 of 1/(1 + x)
2
is 1 − 2x + 3x
2
.
26.2.3 Integrating Taylor series
You can also integrate a power series term-by-term. The new series converges
in the same interval as the old one (except perhaps at the endpoints of the
interval of convergence). If you use an indefinite integral, don’t forget the
constant! Let’s see a few examples. First, let’s try to prove the following
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
formula for ln(1−x), which we first stated as part of formula #5 in Section 26.2
above but never proved:
ln(1 − x) =
∞
X
n=1
−
x
n
n
= −x −
x
2
2
−
x
3
3
−
x
4
4
− ···
for −1 < x < 1. To do it, we’ll use the geometric series formula, which is #4
in Section 26.2:
1
1 − x
=
∞
X
n=0
x
n
= 1 + x + x
2
+ x
3
+ ··· ,
valid for −1 < x < 1. Then integrate everything with respect to x:
Z
1
1 − x
dx =
Z
∞
X
n=0
x
n
dx =
Z
(1 + x + x
2
+ x
3
+ ···) dx.
(Note that I have used both sigma notation and expanded notation here, but
you would normally only use one of the two.) Now integrate term-by-term:
−ln(1 − x) = C +
∞
X
n=0
x
n+1
n + 1
= C + x +
x
2
2
+
x
3
3
+
x
4
4
+ ··· .
It’s a good idea to put the constant first instead of as +C at the end, since
it’s really the zeroth-dgree term in the power series. Now we have to find out
what C actually is. The best way is to substitute x = 0. In this case, we get
−ln(1 − 0) = C + 0 +
0
2
2
+
0
3
3
+
0
4
4
+ ··· ,
which reduces to C = 0. Substituting in and taking negatives of both sides,
we get our series for ln(1 − x) as before:
ln(1 − x) =
∞
X
n=1
−
x
n
n
= −x −
x
2
2
−
x
3
3
−
x
4
4
− ··· .
564 • Taylor and Power Series: How to Solve Problems
Since the original series (for 1/(1 −x)) converges for −1 < x < 1, so does the
integrated series (for −ln(1 − x), hence also ln(1 − x)). Actually, the series
for ln(1 − x) does also converge when x = −1; however, as I said, integrating
power series term by term doesn’t give any information about the endpoints
of the interval of convergence. By the way, now you can replace x by −x to
get the expansion of ln(1 + x) from formula #5 of Section 26.2 above.
Another example: how would you find the Maclaurin series for tan
−1
(x)?
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
This would be a real pain to differentiate over and over (just try it and see!),
but we can be really sneaky and integrate a series we already know. Let’s
see, tan
−1
(x) is an antiderivative of 1/(1 + x
2
), and we saw in Section 26.2.1
above that we have
1
1 + x
2
= 1 − x
2
+ x
4
− x
6
+ ···
when −1 < x < 1. We can now integrate both sides:
Z
1
1 + x
2
dx =
Z
(1 − x
2
+ x
4
− x
6
+ ···) dx.
Integrating term-by-term on the right-hand side gives
tan
−1
(x) = C + x −
x
3
3
+
x
5
5
−
x
7
7
+ ··· .
Now we substitute x = 0 to find out what C is:
tan
−1
(0) = C + 0 −
0
3
3
+
0
5
5
−
0
7
7
+ ··· ,
which simplifies to C = tan
−1
(0) = 0. So, we have
tan
−1
(x) = x −
x
3
3
+
x
5
5
−
x
7
7
+ ··· =
∞
X
n=0
(−1)
n
x
2n+1
2n + 1
.
(Check that you believe the sigma-notation version on the right-hand side.)
Since the original series for 1/(1 − x
2
) converges when −1 < x < 1, so does
the series for tan
−1
(x).
∗
Let’s look at an example of a definite integral. Suppose that a function f
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
is defined by
f(x) =
Z
x
0
sin(t
3
) dt.
What is its Maclaurin series? We should start by finding the series for sin(t
3
).
To do this, substitute x = t
3
in the Maclaurin series for sin(x) to get
sin(t
3
) = t
3
−
(t
3
)
3
3!
+
(t
3
)
5
5!
−
(t
3
)
7
7!
+ ···
= t
3
−
t
9
3!
+
t
15
5!
−
t
21
7!
+ ··· .
∗
In fact, the series for tan
−1
(x) also converges when x = 1 (or x = −1) by the alternating
series test, eventually leading to the cute formula
1 −
1
3
+
1
5
−
1
7
+ ··· = tan
−1
(1) =
π
4
.
Section 26.2.4: Adding and subtracting Taylor series • 565
Since the series for sin(x) is valid for all real x, the series for sin(t
3
) is valid
for all real t. Now, we can integrate both sides from 0 to x to get
f(x) =
Z
x
0
sin(t
3
) dt =
Z
x
0
t
3
−
t
9
3!
+
t
15
5!
−
t
21
7!
+ ···
dt;
integrating the right-hand side term-by-term, we get
f(x) =
t
4
4
−
t
10
10 · 3!
+
t
16
16 · 5!
−
t
22
22 · 7!
+ ···
x
0
=
x
4
4
−
x
10
10 · 3!
+
x
16
16 · 5!
−
x
22
22 · 7!
+ ··· ;
this is valid for all real x. (You should try to convert this series to sigma
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
notation. The answer is given in Section 26.3 below.)
You can also apply the above integration techniques to Taylor polynomials;
this time the order of the Taylor polynomial increases by 1.
26.2.4 Adding and subtracting Taylor series
If you know the Taylor series about x = a for two functions f and g, then
the Taylor series for the sum f(x) + g(x) is of course the sum of the two
respective Taylor series, at least in the overlap of the regions where the Taylor
series converge. The same goes for the difference f (x) −g(x). The only thing
you need to do in practice is to group terms of the same degree together, and
worry about where the resulting series converges. For example, the Maclaurin
PSfrag replacements
(
a, b)
[
a, b]
(
a, b]
[
a, b)
(
a, ∞)
[
a, ∞)
(
−∞, b)
(
−∞, b]
(
−∞, ∞)
{
x : a < x < b}
{
x : a ≤ x ≤ b}
{
x : a < x ≤ b}
{
x : a ≤ x < b}
{
x : x ≥ a}
{
x : x > a}
{
x : x ≤ b}
{
x : x < b}
R
a
b
shadow
0
1
4
−
2
3
−
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
g(
x) = x
2
f(
x) = x
3
mirror (
y = x)
f
−
1
(x) =
3
√
x
y = h
(x)
y = h
−
1
(x)
y = (
x − 1)
2
−
1
x
Same height
−
x
Same length,
opposite signs
y = −
2x
−
2
1
y =
1
2
x − 1
2
−
1
y = 2
x
y = 10
x
y = 2
−
x
y = log
2
(
x)
4
3 units
mirror (
x-axis)
y = |
x|
y = |
log
2
(x)|
θ radians
θ units
30
◦
=
π
6
45
◦
=
π
4
60
◦
=
π
3
120
◦
=
2
π
3
135
◦
=
3
π
4
150
◦
=
5
π
6
90
◦
=
π
2
180
◦
= π
210
◦
=
7
π
6
225
◦
=
5
π
4
240
◦
=
4
π
3
270
◦
=
3
π
2
300
◦
=
5
π
3
315
◦
=
7
π
4
330
◦
=
11
π
6
0
◦
= 0 radians
θ
hypotenuse
opposite
adjacent
0 (
≡ 2π)
π
2
π
3
π
2
I
II
III
IV
θ
(
x, y)
x
y
r
7
π
6
reference angle
reference angle =
π
6
sin +
sin −
cos +
cos −
tan +
tan −
A
S
T
C
7
π
4
9
π
13
5
π
6
(this angle is
5
π
6
clockwise)
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = cos(
x)
−
π
2
π
2
y = tan(
x), −
π
2
< x <
π
2
0
−
π
2
π
2
y = tan(
x)
−
2π
−
3π
−
5
π
2
−
3
π
2
−
π
−
π
2
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
y = sec(
x)
y = csc(
x)
y = cot(
x)
y = f(
x)
−
1
1
2
y = g(
x)
3
y = h
(x)
4
5
−
2
f(
x) =
1
x
g(
x) =
1
x
2
etc.
0
1
π
1
2
π
1
3
π
1
4
π
1
5
π
1
6
π
1
7
π
g(
x) = sin
1
x
1
0
−
1
L
10
100
200
y =
π
2
y = −
π
2
y = tan
−
1
(x)
π
2
π
y =
sin(
x)
x
, x > 3
0
1
−
1
a
L
f(
x) = x sin (1/x)
(0 < x < 0
.3)
h
(x) = x
g(
x) = −x
a
L
lim
x
→a
+
f(x) = L
lim
x
→a
+
f(x) = ∞
lim
x
→a
+
f(x) = −∞
lim
x
→a
+
f(x) DNE
lim
x
→a
−
f(x) = L
lim
x
→a
−
f(x) = ∞
lim
x
→a
−
f(x) = −∞
lim
x
→a
−
f(x) DNE
M
}
lim
x
→a
−
f(x) = M
lim
x
→a
f(x) = L
lim
x
→a
f(x) DNE
lim
x
→∞
f(x) = L
lim
x
→∞
f(x) = ∞
lim
x
→∞
f(x) = −∞
lim
x
→∞
f(x) DNE
lim
x
→−∞
f(x) = L
lim
x
→−∞
f(x) = ∞
lim
x
→−∞
f(x) = −∞
lim
x
→−∞
f(x) DNE
lim
x →a
+
f(
x) = ∞
lim
x →a
+
f(
x) = −∞
lim
x →a
−
f(
x) = ∞
lim
x →a
−
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) = ∞
lim
x →a
f(
x) = −∞
lim
x →a
f(
x) DNE
y = f (
x)
a
y =
|
x|
x
1
−
1
y =
|
x + 2|
x + 2
1
−
1
−
2
1
2
3
4
a
a
b
y = x sin
1
x
y = x
y = −
x
a
b
c
d
C
a
b
c
d
−
1
0
1
2
3
time
y
t
u
(
t, f(t))
(
u, f(u))
time
y
t
u
y
x
(
x, f(x))
y = |
x|
(
z, f(z))
z
y = f(
x)
a
tangent at x = a
b
tangent at x = b
c
tangent at x = c
y = x
2
tangent
at x = −
1
u
v
uv
u + ∆
u
v + ∆
v
(
u + ∆u)(v + ∆v)
∆
u
∆
v
u
∆v
v∆
u
∆
u∆v
y = f(
x)
1
2
−
2
y = |
x
2
− 4|
y = x
2
− 4
y = −
2x + 5
y = g(
x)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
y = f (
x)
3
−
3
3
−
3
0
−
1
2
easy
hard
flat
y = f
0
(
x)
3
−
3
0
−
1
2
1
−
1
y = sin(
x)
y = x
x
A
B
O
1
C
D
sin(
x)
tan(
x)
y =
sin(
x)
x
π
2
π
1
−
1
x = 0
a = 0
x > 0
a > 0
x < 0
a < 0
rest position
+
−
y = x
2
sin
1
x
N
A
B
H
a
b
c
O
H
A
B
C
D
h
r
R
θ
1000
2000
α
β
p
h
y = g(
x) = log
b
(x)
y = f(
x) = b
x
y = e
x
5
10
1
2
3
4
0
−
1
−
2
−
3
−
4
y = ln(
x)
y = cosh(
x)
y = sinh(
x)
y = tanh(
x)
y = sech(
x)
y = csch(
x)
y = coth(
x)
1
−
1
y = f(
x)
original function
inverse function
slope = 0 at (
x, y)
slope is infinite at (
y, x)
−
108
2
5
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
y = sin(
x), −
π
2
≤ x ≤
π
2
−
2
−
1
0
2
π
2
−
π
2
y = sin
−
1
(x)
y = cos(
x)
π
π
2
y = cos
−
1
(x)
−
π
2
1
x
α
β
y = tan(
x)
y = tan(
x)
1
y = tan
−
1
(x)
y = sec(
x)
y = sec
−
1
(x)
y = csc
−
1
(x)
y = cot
−
1
(x)
1
y = cosh
−
1
(x)
y = sinh
−
1
(x)
y = tanh
−
1
(x)
y = sech
−
1
(x)
y = csch
−
1
(x)
y = coth
−
1
(x)
(0
, 3)
(2
, −1)
(5
, 2)
(7
, 0)
(
−1, 44)
(0
, 1)
(1
, −12)
(2
, 305)
y = 1
2
(2
, 3)
y = f(
x)
y = g(
x)
a
b
c
a
b
c
s
c
0
c
1
(
a, f(a))
(
b, f(b))
1
2
1
2
3
4
5
6
0
−
1
−
2
−
3
−
4
−
5
−
6
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
3
π
5
π
2
2
π
3
π
2
π
π
2
y = sin(
x)
1
0
−
1
−
3π
−
5
π
2
−
2π
−
3
π
2
−
π
−
π
2
3
π
5
π
2
2
π
2
π
3
π
2
π
π
2
c
OR
Local maximum
Local minimum
Horizontal point of inflection
1
e
y = f
0
(
x)
y = f (
x) = x ln(x)
−
1
e
?
y = f(
x) = x
3
y = g(
x) = x
4
x
f(
x)
−
3
−
2
−
1
0
1
2
1
2
3
4
+
−
?
1
5
6
3
f
0
(
x)
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
f
00
(
x)
7
8
g
00
(
x)
f
00
(
x)
0
y =
(
x − 3)(x − 1)
2
x
3
(
x + 2)
y = x ln(
x)
1
e
−
1
e
5
−
108
2
α
β
2 −
1
2
√
6
2 +
1
2
√
6
y = x
2
(
x − 5)
3
−
e
−
1/2
√
3
e
−
1/2
√
3
−
e
−3/2
e
−
3/2
−
1
√
3
1
√
3
−
1
1
y = xe
−
3x
2
/2
y =
x
3
− 6
x
2
+ 13x − 8
x
28
2
600
500
400
300
200
100
0
−
100
−
200
−
300
−
400
−
500
−
600
0
10
−
10
5
−
5
20
−
20
15
−
15
0
4
5
6
x
P
0
(
x)
+
−
−
existing fence
new fence
enclosure
A
h
b
H
99
100
101
h
dA/dh
r
h
1
2
7
shallow
deep
LAND
SEA
N
y
z
s
t
3
11
9
L
(11)
√
11
y = L
(x)
y = f (
x)
11
y = L
(x)
y = f(
x)
F
P
a
a + ∆
x
f(
a + ∆x)
L
(a + ∆x)
f(
a)
error
df
∆
x
a
b
y = f(
x)
true zero
starting approximation
better approximation
v
t
3
5
50
40
60
4
20
30
25
t
1
t
2
t
3
t
4
t
n
−2
t
n
−1
t
0
= a
t
n
= b
v
1
v
2
v
3
v
4
v
n
−1
v
n
−
30
6
30
|
v|
a
b
p
q
c
v(
c)
v(
c
1
)
v(
c
2
)
v(
c
3
)
v(
c
4
)
v(
c
5
)
v(
c
6
)
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
c
1
c
2
c
3
c
4
c
5
c
6
t
0
=
a
t
6
=
b
t
16
=
b
t
10
=
b
a
b
x
y
y = f(
x)
1
2
y = x
5
0
−
2
y = 1
a
b
y = sin(
x)
π
−
π
0
−
1
−
2
0
2
4
y = x
2
0
1
2
3
4
2
n
4
n
6
n
2(
n−2)
n
2(
n−1)
n
2
n
n
= 2
width of each interval =
2
n
−
2
1
3
0
I
II
III
IV
4
y
dx
y = −
x
2
− 2x + 3
3
−
5
y = |−
x
2
− 2x + 3|
I
II
IIa
5
3
0
1
2
a
b
y = f (
x)
y = g(
x)
y = x
2
a
b
5
3
0
1
2
y =
√
x
2
√
2
2
2
dy
x
2
a
b
y = f(
x)
y = g(
x)
M
m
1
2
−
1
−
2
0
y = e
−
x
2
1
2
e
−
1/4
f
av
y = f
av
c
A
M
0
1
2
a
b
x
t
y = f (
t)
F (
x )
y = f (
t)
F (
x + h)
x + h
F (
x + h) − F (x)
f(
x)
1
2
y = sin(
x)
π
−
π
−
1
−
2
y =
1
x
y = x
2
1
2
1
−
1
y = ln
|x|
θ
a
x
a
x
p
a
2
− x
2
3
x
p
9 − x
2
p
x
2
+ a
2
x
a
p
x
2
+ 15
x
√
15
x
p
x
2
− a
2
a
x
p
x
2
− 4
2
x
−
p
x
2
− a
2
a
x
−
p
x
2
− 4
2
y = f(x)
a
b
a + ε
ε
Z
b
a+ε
f(x) dx
small
even smaller
y = g(x)
infinite area
finite area
1
y =
1
x
y =
1
x
p
, p < 1 (typical)
y =
1
x
p
, p > 1 (typical)
a
1
a
2
a
3
a
4
a
5
a
6
a
7
a
8
1
2
3
4
5
6
7
8
n
a
n
x
y
y = f(x)
(a, f(a))
a
−1
0
1
a
6
1
2
7
1
2
7
?
−2
−1
−2
series for sin(x) − e
x
is given by
x −
x
3
3!
+
x
5
5!
−
x
7
7!
+ ···
−
1 + x +
x
2
2!
+
x
3
3!
+
x
4
4!
+
x
5
5!
+
x
6
6!
+
x
7
7!
+ ···
,
which should be simplified; after canceling, the series looks like
−1 −
x
2
2!
−
2x
3
3!
−
x
4
4!
−
x
6
6!
−
2x
7
7!
− ··· ,
at least up to terms of order 7. Since the series for sin(x) and e
x
are valid for
all x, so is the series for sin(x) − e
x
.
If you want to deal with Taylor polynomials, you have to be careful to
take the order to be the lesser of the two orders. For example, we know that
the third-order Taylor polynomial about 0 of 1/(1 − x) is
1 + x + x
2
+ x
3
,
while the fourth-order polynomial of e
x
about 0 is
1 + x +
x
2
2!
+
x
3
3!
+
x
4
4!
.
If you set f (x) = 1/(1−x)+e
x
and look for its Taylor polynomial about 0, it’s
no good taking the sum of the above two polynomials. The problem is that