関数 $y = x^2e^x$ のマクローリン級数を求める問題です。

解析学マクローリン級数テイラー展開指数関数級数
2025/6/10

1. 問題の内容

関数 y=x2exy = x^2e^x のマクローリン級数を求める問題です。

2. 解き方の手順

マクローリン級数は、関数を原点(x=0)でテイラー展開したものです。 指数関数 exe^x のマクローリン展開を利用します。
exe^x のマクローリン級数は以下の通りです。
ex=n=0xnn!=1+x+x22!+x33!+e^x = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^n}{n!} = 1 + x + \frac{x^2}{2!} + \frac{x^3}{3!} + \cdots
y=x2exy = x^2e^x のマクローリン級数を求めるには、exe^x のマクローリン級数にx2x^2を掛けます。
x2ex=x2n=0xnn!=n=0xn+2n!=x2+x3+x42!+x53!+x^2 e^x = x^2 \sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^n}{n!} = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^{n+2}}{n!} = x^2 + x^3 + \frac{x^4}{2!} + \frac{x^5}{3!} + \cdots

3. 最終的な答え

x2exx^2e^xのマクローリン級数は、
n=0xn+2n!\sum_{n=0}^{\infty} \frac{x^{n+2}}{n!} です。
もしくは、
x2+x3+x42!+x53!+x64!+x^2 + x^3 + \frac{x^4}{2!} + \frac{x^5}{3!} + \frac{x^6}{4!} + \dots
と記述することもできます。

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