1. **Planteamiento del problema:**
Queremos aproximar $\sin(0.12)$ usando un polinomio de Taylor de orden 2.
2. **Paso A: Función objetivo y centro de expansión**
La función objetivo es $f(x) = \sin(x)$.
Elegimos el centro $a=0$ porque es común para funciones trigonométricas y facilita los cálculos.
3. **Paso B: Construcción del polinomio de Taylor de orden 2**
El polinomio de Taylor de orden 2 centrado en $a=0$ es:
$$
P_2(x) = f(a) + f'(a)(x - a) + \frac{f''(a)}{2!}(x - a)^2
$$
Calculamos las derivadas en $a=0$:
- $f(0) = \sin(0) = 0$
- $f'(x) = \cos(x) \Rightarrow f'(0) = \cos(0) = 1$
- $f''(x) = -\sin(x) \Rightarrow f''(0) = -\sin(0) = 0$
Por lo tanto:
$$
P_2(x) = 0 + 1 \cdot x + \frac{0}{2} x^2 = x
$$
4. **Paso C: Estimación del error absoluto**
Calculamos el valor real con calculadora:
$$
\sin(0.12) \approx 0.1197122
$$
Valor aproximado con $P_2$:
$$
P_2(0.12) = 0.12
$$
Error absoluto:
$$
|\sin(0.12) - P_2(0.12)| = |0.1197122 - 0.12| = 0.0002878
$$
5. **Paso D: Resto de Lagrange y análisis**
El resto de Lagrange para el polinomio de orden 2 es:
$$
R_2(x) = \frac{f^{(3)}(\xi)}{3!} (x - a)^3
$$
Donde $\xi$ está entre $a=0$ y $x=0.12$.
La tercera derivada es:
$$
f^{(3)}(x) = -\cos(x)
$$
El valor máximo absoluto de $f^{(3)}(\xi)$ en $[0,0.12]$ es aproximadamente 1 porque $|\cos(x)| \leq 1$.
Entonces:
$$
|R_2(0.12)| \leq \frac{1}{6} (0.12)^3 = \frac{1}{6} \times 0.001728 = 0.000288
$$
Este valor es muy cercano al error absoluto estimado, lo que confirma que la aproximación es precisa y el resto de Lagrange es una buena cota para el error.
**Respuesta final:**
La aproximación de $\sin(0.12)$ usando el polinomio de Taylor de orden 2 centrado en 0 es:
$$
\sin(0.12) \approx 0.12
$$
con un error absoluto menor que $0.000288$.
Taylor Sin Approx 730Aeb
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