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	<title>009C Sample Final 2, Problem 8 - Revision history</title>
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		<id>https://wiki.math.ucr.edu/index.php?title=009C_Sample_Final_2,_Problem_8&amp;diff=1437&amp;oldid=prev</id>
		<title>MathAdmin: Created page with &quot;&lt;span class=&quot;exam&quot;&gt;Find &amp;nbsp;&lt;math&gt;n&lt;/math&gt;&amp;nbsp; such that the Maclaurin polynomial of degree &amp;nbsp;&lt;math&gt;n&lt;/math&gt;&amp;nbsp; of &amp;nbsp;&lt;math style=&quot;vertical-align: -5px&quot;&gt;f(x)=\co...&quot;</title>
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		<updated>2017-03-12T16:55:15Z</updated>

		<summary type="html">&lt;p&gt;Created page with &amp;quot;&amp;lt;span class=&amp;quot;exam&amp;quot;&amp;gt;Find  &amp;lt;math&amp;gt;n&amp;lt;/math&amp;gt;  such that the Maclaurin polynomial of degree  &amp;lt;math&amp;gt;n&amp;lt;/math&amp;gt;  of  &amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -5px&amp;quot;&amp;gt;f(x)=\co...&amp;quot;&lt;/p&gt;
&lt;p&gt;&lt;b&gt;New page&lt;/b&gt;&lt;/p&gt;&lt;div&gt;&amp;lt;span class=&amp;quot;exam&amp;quot;&amp;gt;Find &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math&amp;gt;n&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; such that the Maclaurin polynomial of degree &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math&amp;gt;n&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; of &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -5px&amp;quot;&amp;gt;f(x)=\cos(x)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; approximates &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -13px&amp;quot;&amp;gt;\cos \frac{\pi}{3}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; within 0.0001 of the actual value.&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;mw-collapsible mw-collapsed&amp;quot; style = &amp;quot;text-align:left;&amp;quot;&lt;br /&gt;
!Foundations: &amp;amp;nbsp; &lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|'''Taylor's Theorem'''&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; Let &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -5px&amp;quot;&amp;gt;f&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; be a function whose &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -4px&amp;quot;&amp;gt;(n+1)^{\mathrm{th}}&amp;lt;/math&amp;gt; derivative exists on an interval &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;I&amp;lt;/math&amp;gt;,&amp;amp;nbsp; and let &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;c&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; be in &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;I.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; Then, for each &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;x&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; in &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -4px&amp;quot;&amp;gt;I,&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; there exists &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -3px&amp;quot;&amp;gt;z_x&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; between &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;x&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; and &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;c&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; such that &lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;lt;math&amp;gt;f(x)=f(c)+f'(c)(x-c)+\frac{f''(c)}{2!}(x-c)^2+\cdots+\frac{f^{(n)}(c)}{n!}(x-c)^n+R_n(x),&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; where &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -18px&amp;quot;&amp;gt;R_n(x)=\frac{f^{n+1}(z_x)}{(n+1)!}(x-c)^{n+1}.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; Also, &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -17px&amp;quot;&amp;gt;|R_n(x)|\le \frac{\max |f^{n+1}(z)|}{(n+1)!}|(x-c)^{n+1}|.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
'''Solution:'''&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;mw-collapsible mw-collapsed&amp;quot; style = &amp;quot;text-align:left;&amp;quot;&lt;br /&gt;
!Step 1: &amp;amp;nbsp; &lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|Using Taylor's Theorem, we have that the error in approximating &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -13px&amp;quot;&amp;gt;\cos \frac{\pi}{3}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; with &lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|the Maclaurin polynomial of degree &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;n&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; is &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -16px&amp;quot;&amp;gt;R_n\bigg(\frac{\pi}{3}\bigg)&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; where&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;lt;math&amp;gt;\bigg|R_n\bigg(\frac{\pi}{3}\bigg)\bigg|\le \frac{\max |f^{n+1}(z)|}{(n+1)!}\bigg|\bigg(\frac{\pi}{3}-0\bigg)^{n+1}\bigg|.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;mw-collapsible mw-collapsed&amp;quot; style = &amp;quot;text-align:left;&amp;quot;&lt;br /&gt;
!Step 2: &amp;amp;nbsp;&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|We note that &lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -5px&amp;quot;&amp;gt;|f^{n+1}(z)|=|\cos(z)|\le 1&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; or &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -5px&amp;quot;&amp;gt;|f^{n+1}(z)|=|\sin(z)|\le 1.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|Therefore, we have &lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;lt;math&amp;gt;\bigg|R_n\bigg(\frac{\pi}{3}\bigg)\bigg|\le \frac{1}{(n+1)!}\bigg(\frac{\pi}{3}\bigg)^{n+1}.&amp;lt;/math&amp;gt;&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|Now, we have the following table.&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;lt;table border=&amp;quot;1&amp;quot; cellspacing=&amp;quot;0&amp;quot; cellpadding=&amp;quot;6&amp;quot; align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt; n&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt; \approx\frac{1}{(n+1)!}\bigg(\frac{\pi}{3}\bigg)^{n+1}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;1&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt; 0.548311  &amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
 &amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;2&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;  0.191396&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
 &amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;3&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt; 0.050107 &amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
 &amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;4&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt; 0.01049 &amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
 &amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;5&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt; 0.00183 &amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
 &amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;6&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt; 0.000274 &amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
 &amp;lt;tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt;7&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
    &amp;lt;td align = &amp;quot;center&amp;quot;&amp;gt;&amp;lt;math&amp;gt; 0.0000358 &amp;lt;/math&amp;gt;&amp;lt;/td&amp;gt;&lt;br /&gt;
  &amp;lt;/tr&amp;gt;&lt;br /&gt;
&amp;lt;/table&amp;gt;&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|So, &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;n=7&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; is the smallest value of &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;n&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; where the error is less than or equal to 0.0001.&lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|Therefore, for &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: 0px&amp;quot;&amp;gt;n=7&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; the Maclaurin polynomial approximates &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math style=&amp;quot;vertical-align: -13px&amp;quot;&amp;gt;\cos \frac{\pi}{3}&amp;lt;/math&amp;gt;&amp;amp;nbsp; within 0.0001 of the actual value.&lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
&lt;br /&gt;
{| class=&amp;quot;mw-collapsible mw-collapsed&amp;quot; style = &amp;quot;text-align:left;&amp;quot;&lt;br /&gt;
!Final Answer: &amp;amp;nbsp; &lt;br /&gt;
|-&lt;br /&gt;
|&amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp; &amp;amp;nbsp;&amp;lt;math&amp;gt;n=7&amp;lt;/math&amp;gt;  &lt;br /&gt;
|}&lt;br /&gt;
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		<author><name>MathAdmin</name></author>
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