Question Number 33126 by prof Abdo imad last updated on 10/Apr/18
$${let}\:{give}\:{f}\left({x}\right)=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} \:−\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}} \\ $$$$\left.\mathrm{1}\right)\:{find}\:\:{f}^{\left({n}\right)} \left({x}\right) \\ $$$$\left.\mathrm{2}\right)\:{find}\:{f}^{\left({n}\right)} \left(\mathrm{0}\right) \\ $$$$\left.\mathrm{3}\right)\:{if}\:\:\:\:{f}\left({x}\right)=\Sigma\:{a}_{{n}} \:{x}^{{n}} \:\:{calculate}\:{the}\:{sequence}\:{a}_{{n}} \\ $$
Commented by prof Abdo imad last updated on 12/Apr/18
$$\left.\mathrm{1}\right){poles}\:{of}\:{f}?\:\:\:\mathrm{2}{x}^{\mathrm{2}} \:−\mathrm{3}{x}+\mathrm{1}\:=\mathrm{0} \\ $$$$\Delta\:=\mathrm{9}\:−\mathrm{4}\:×\mathrm{2}\:=\mathrm{1}\:\Rightarrow{x}_{\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{3}\:+\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\:=\mathrm{1} \\ $$$${x}_{\mathrm{2}} =\:\frac{\mathrm{3}−\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\:\Rightarrow\:{f}\left({x}\right)=\:\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\left({x}−\mathrm{1}\right)\left({x}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)} \\ $$$$=\:\:\frac{{a}}{{x}−\mathrm{1}}\:+\frac{{b}}{{x}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}} \\ $$$${a}=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}.\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}\:=\mathrm{1}\:\:\:,{b}=\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}.\left(−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)}\:=−\mathrm{1}\:\nRightarrow \\ $$$${f}\left({x}\right)=\:\:\frac{\mathrm{1}}{{x}−\mathrm{1}}\:\:−\frac{\mathrm{1}}{{x}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}}\:\Rightarrow \\ $$$${f}^{\left({n}\right)} \left({x}\right)=\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \:{n}!}{\left({x}−\mathrm{1}\right)^{{n}+\mathrm{1}} }\:−\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \:{n}!}{\left({x}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}+\mathrm{1}} }\:\Rightarrow \\ $$$$\left.\mathrm{2}\right){f}^{\left({n}\right)} \left(\mathrm{0}\right)\:\:=\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \:{n}!}{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}+\mathrm{1}} }\:\:−\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} {n}!}{\left(−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\right)^{{n}+\mathrm{1}} } \\ $$$$=−\left({n}!\right)\:\:−\:\frac{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}} \:{n}!}{\left(−\mathrm{1}\right)^{{n}+\mathrm{1}} }\:\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} \:\:={n}!\:\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} \:−{n}! \\ $$$$={n}!\left(\:\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} \:−\mathrm{1}\right) \\ $$$$\left.\mathrm{3}\right)\:{we}\:{have}\:{f}\left({x}\right)=\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\:\frac{{f}^{\left({n}\right)} \left(\mathrm{0}\right)}{{n}!}\:{x}^{{n}} \\ $$$$\Rightarrow\:{f}\left({x}\right)=\:\sum_{{n}=\mathrm{0}} ^{\infty} \:\left(\mathrm{2}^{{n}+\mathrm{1}} \:−\mathrm{1}\right){x}^{{n}} \:\:. \\ $$